m i t Escherichia coli - Forschungszentrum Jülich

7.1 Reaktiveextraktion in Flüssig-Flüssig-Zentrifugen
Abb. 7.1: Feststoff im Rotor der Zentrifuge und getrockneter Feststoff
Ausgang der leichten Phase ausgetragen worden. Zur Identifizierung der Ursache der Feststoffbildung
wurde ein Volumenteil Fermentationsüberstand mit einem Volumenteil Kerosin
mit Carrier bzw. ohne Carrier in einem Reaktionsgefäß gemischt und zentrifugiert.
Mit Carrier war Feststoffbildung festzustellen, bei Verwendung von Kerosin ohne Carrier
wurde hingegen kein Feststoff gebildet. Folglich war der Carrier für die Feststoffbildung
verantwortlich. Durch einen Proteintest konnte nachgewiesen werden, dass in dem Feststoff
ausgefallene Proteine vorlagen (siehe Abschnitt A.3.2). Nach einer Fällung der vorhandenen
Proteine war keine Feststoffbildung mehr festzustellen. Da auch bei Verwendung einer
Carrier-Konzentration von 1 % D2EHPA Feststoffbildung festgestellt wurde, musste eine
Abtrennung der Proteine erfolgen.
Extraktion mit zell- und proteinfreiem Fermentationsüberstand
Zur Abtrennung der Proteine aus dem zellfreien Fermentationsüberstand wurde ein
System bestehend aus fünf Ultrafiltrations-Kassetten (MWCO 10 kDa) verwendet (siehe
Abschnitt 4.5.1). In Extraktionsexperimenten mit dem proteinfreien Fermentationsüberstand
wurde keine Feststoffbildung mehr festgestellt. Die Donatorphase wurde jedoch
sofort trüb, was auf Emulsionsbildung und einen Eintrag organischer Phase schließen
ließ. Bei hohen Volumenströmen von 8 l/h wurden die Phasen nach fünf Stunden nicht
mehr sauber getrennt. Eine Dichteänderung war nicht feststellbar. Die Leitfähigkeit der
Donatorphase nahm jedoch während eines Extraktionsexperimentes von ≈ 30 mS/cm auf
≈ 12 mS/cm ab [Kretzers 2002]. Die Instabilität war wahrscheinlich auf eine Veränderung
der Löslichkeit des Carriers in der wässrigen Phase und der Oberflächenspannung aufgrund
einer veränderten Phasenzusammensetzung zurückzuführen. Bei einer Online-Extraktion
mit 10-15 l des als Donator verwendeten Fermentationsvolumens im Vergleich zu 2 l
Modelllösung war von einem geringeren Einfluss der organischen Phase auszugehen. Zusätzlich
sollte der Volumenstrom nicht zu hoch gewählt werden, um Stabilität zu gewährleisten.
Die Extraktion mit proteinfreiem Fermentationsüberstand war den Experimenten zufolge
stabil, wenn unter den verwendeten Bedingungen ein Volumenstrom unter 8 l/h
verwendet wurde. Da die Herstellung von proteinfreiem Überstand im Vergleich zu der
von Salzlösung aufwendig war und die gleiche Zusammensetzung bei Überstand aus verschiedenen
Fermentationen nicht gegeben war, wurde L-Phenylalanin in Natriumchlorid-
Lösung als Modelllösung für Experimente zur Charakterisierung der Extraktion in den
Zentrifugalextraktoren verwendet.
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