Zur Prozessgestaltung von Enzymkatalysen mit reaktionsintegrierter Adsorption

In dieser Arbeit wurden Teilaspekte zur Prozessgestaltung von Enzymkatalysen mit reaktionsintegrierter Adsorption untersucht. Als Modellsystem diente die trienzymatische Synthese von Laminaribiose, welche als Intermediat im Reaktionssystem auftritt. Als Modellsubstanz zur Enzymimmobilisierung wurde ein Chitosan-Polyphosphat-Gel gewählt. Die Diffusion konnte im Wesentlichen durch den Anteil an Chitosan im Immobilisat eingestellt werden, ein Einfluss des Polyphosphatanteils auf die Diffusion wurde nicht festgestellt. Als selektives Adsorbens unter Prozessbedingungen wurde der BEA50 Pulverzeolith gefunden. Die Adsorptionskinetik zeigte sich ausreichend schnell, um mit der Reaktionskinetik der Folgereaktion von Laminaribiose konkurrieren zu können. Für die Alternative eines externen Direktkontaktverfahren wurde parallel die Adsorption an einem Extrudat (BEA150 Zeolith) untersucht. Für beide Zeolithtypen wurde die thermische Desorption charakterisiert. Die Simulation des Gesamtprozesses erfolgte anhand der kinetischen Einzelbeiträge der drei enzymatischen Reaktionen und den Gleichgewichtsdaten der Adsorption. Dabei zeigte sich, dass durch eine reaktionsintegrierte Adsorption die Ausbeute an Laminaribiose deutlich gesteigert werden konnte.