View - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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3.4. Kontinuierlicher Biotransformationsprozess<br />
______________________________________________________________________<br />
Die höchste Ausbeute betrug 82% bei einer Glucosekonzentration von 25 mM – hier<br />
war die Raumzeitausbeute mit 217 mmol*L -1 *d -1 jedoch nur sehr niedrig. Die höchste<br />
Raumzeitausbeute war 773 mmol*L -1 *d -1 bei einer Biomassekonzentration von 8%, hier<br />
betrug die Ausbeute jedoch nur 65%. Der beste Kompromiss ist eine<br />
Glucosekonzentration von 50 mM und eine Biomassekonzentration von 2%: Hier wurde<br />
eine Ausbeute von 79% und eine Raumzeitausbeute von 476 mmol*L -1 *d -1 erzielt. Die<br />
Katalysatorausnutzung war unter diesen Bedingungen auch am höchsten, sie wäre<br />
generell aber bei längeren Versuchsdauern noch gestiegen.<br />
Die optimierten Reaktionsbedingungen für den Betrieb eines kontinuierlichen Reaktors<br />
zur Produktion von 2,5-DKG zeigt zusammengefasst Tabelle 3.15.<br />
Tabelle 3.15: Optimierte Reaktionsbedingungen für die Produktion von 2,5-DKG mit<br />
Gluconobacter oxydans im CSTR<br />
Temperatur 25°C<br />
Puffer; pH<br />
50 mM KP i ;<br />
Titration auf pH5<br />
Begasung<br />
Reiner Sauerstoff<br />
Biomassekonzentration 2 % = 20 g BFG /L<br />
Verweilzeit<br />
2 h<br />
Glucosekonzentration 50 mM<br />
Ausbeute 75-80 %<br />
Raum-Zeit-Ausbeute<br />
476 mmol*L -1 *d -1<br />
92 g*L -1 *d -1<br />
In dieser Arbeit wurde das erste Mal eine kontinuierliche Produktion von 2,5-DKG mit<br />
ruhenden G. oxydans Zellen durchgeführt. In der Literatur wurde bisher lediglich eine<br />
kontinuierliche Produktion von Gluconsäure in demselben Reaktorsystem beschrieben<br />
[Doneva et al. 1999]: Auch dort wurden G. oxydans Zellen mit Hilfe eines<br />
Membranmoduls im Reaktor zurückgehalten. Allerdings enthielt das Reaktionsmedium<br />
Hefeextrakt, so dass die Zellen noch wuchsen. Die Biomassekonzentrationen waren mit<br />
1-3 g/L (0,1-0,3%) sehr viel geringer. Doneva et al. konnten einen Umsatz von 99%<br />
und eine Raumzeitausbeute von 960 mmol*L -1 *d -1 erreichen. Allerdings ist für die<br />
Produktion von Gluconsäure nur ein Drittel des Sauerstoffeintrags erforderlich wie für<br />
die Produktion von 2,5-DKG. Es ist somit nicht verwunderlich, dass dabei höhere<br />
Ausbeuten erreicht wurden.<br />
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