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3.4. Kontinuierlicher Biotransformationsprozess
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Offensichtlich war bei einer Verweilzeit von zwei Stunden die maximale
Leistungsfähigkeit des Reaktorsystems unter den gegebenen Bedingungen erreicht. Bei
einer weiteren Verringerung der Verweilzeit auf eine Stunde sank die Produktausbeute
stark, von etwa 80% auf etwa 42%.
Wenn die Verweilzeit in einem Reaktorsystem erniedrigt wird, sinkt für gewöhnlich die
Produktausbeute, die Raumzeitausbeute steigt jedoch. Interessanterweise nehmen hier
jedoch sowohl Ausbeute als auch Raumzeitausbeute ab, wenn die Verweilzeit weiter
von 60 auf 30 Minuten reduziert wird. Das liegt daran, dass sich die Ausbeute dabei auf
weniger als die Hälfte erniedrigt (von 43 auf 15%). Eine solch hohe
Ausbeutereduzierung ist ungewöhnlich; der Grund ist vermutlich, dass es sich um eine
dreistufige Reaktion handelt. Ist die Verweilzeit zu gering, kommt es zu einer
Anhäufung der Intermediate Gluconat und 2-KG, da die Verweilzeit nicht ausreicht, um
die Oxidation zu 2,5-DKG „abzuschließen“.
Für gewöhnlich kann eine Erhöhung der Biomassekonzentration der
Ausbeuteverringerung entgegenwirken, die beobachtet wird, wenn die Verweilzeit
verringert wird. Daher wurde die Biomassekonzentration von bislang 2 % auf 8 %
gesteigert, auch wenn hierbei mit einer Sauerstofflimitierung zu rechnen ist. Tabelle
3.13 gibt die erzielten Produkt- und Raumzeitausbeuten wieder. Abbildung 3.39 zeigt
den Verlauf des Reaktorlaufs.
Tabelle 3.13: Vergleich der Reaktorläufe mit 2 % und 8 % Biomasse (20 bzw. 80 g BFG /L). (50 mM
Glucose)
Verweilzeit
[min]
2 % Biomasse 8 % Biomasse 2 % Biomasse 8 % Biomasse
Ausbeute
[%]
Raumzeitausbeute
[mmol * L -1 * d -1 ]
24 --- 21 --- 593
30 15 25 374 589
60 43 65 518 773
120 80 --- 473 ---
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