View - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5.3. Kontinuierliche Produktion von 2-Keto-L-Gulonat aus Glucose
______________________________________________________________________
kaskade aus zwei Enzymmembranreaktoren erwarten würde: Erreicht der erste eine
Ausbeute von etwa 66 % (18 mM von 28 mM werden umgesetzt), setzt der zweite EMR
zwei Drittel des verbliebenen Substrates um (etwa 7 von 10 mM). Die Gesamtausbeute
beträgt dann knapp 90%. Nach theoretischen Berechnungen basierend auf den
kinetischen Konstanten hätte allerdings eine Ausbeute von über 99% erzielt werden
müssen. Das Reaktormodell überschätzt demnach die Produktivität eines
Enzymmembranreaktors mit 2,5-DKGR und Lb-ADH. Möglicherweise treten
zusätzliche Inhibierungen auf, die im Modell nicht erfasst wurden.
Die mittlere Ausbeute für die Umsetzung von Glucose zu 2-KLG erhöhte sich durch
einen zusätzlichen EMR lediglich von 63 auf 68%. Die Ausbeute der gesamten Anlage
ist jedoch immer auch abhängig von der Ausbeute des CSTR mit G. oxydans. Diese
Ausbeute war im zweiten Reaktorlauf mit durchschnittlich 76% niedriger als
gewöhnlich. Es ist daher zu erwarten, dass die Gesamtausbeute noch weiter gesteigert
werden kann.
Tabelle 5.9: Vergleich der beiden erfolgreichen Reaktorläufe
1 EMR
(Abschnitt 5.3.1)
2 EMRs
(dieser Abschnitt)
Laufzeit 1,8 Tage 8,1 Tage
beste mittlere Ausbeute
EMR(-Kaskade)
65,5 % 89,7 %
beste mittlere Ausbeute
Gesamtkaskade
62,7 % 67,7 %
beste Raum-Zeit-Ausbeute
Gesamtkaskade [mmol*L -1 *d -1 ]
227 214
Erzielte total turnover number
2,5-DKGR
38.766 75.270
beste turnover frequency
2,5-DKGR / h -1 1069 508
total turnover number
Cofaktor NADP(H)
186 187
Die Raumzeitausbeuten waren in beiden Anlagen in etwa gleich hoch:
227 mmol*L -1 *d -1 mit einem, 214 mmol*L -1 *d -1 mit zwei EMRs. Die turnover
frequency des Enzyms 2,5-DKGR hingegen war im zweiten Reaktorlauf mit 508 h -1 nur
halb so groß wie im ersten Lauf (1069 h -1 ). Das ist verständlich, da sich die eingesetzte
Enzymmenge verdoppelt, wenn ein zweiter EMR eingesetzt wird.
140