Project Details
Projekt
Investigating biomass - adsorbent bead interactions from real-life EBA by AFM forcedistance measurements and by DLVO theories.
Subject Area
Biological Process Engineering
Term
from 2010 to 2016
Project identifier
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 183175322
Die Aufreinigung von Bioprodukten aus einer ungeklärten Fermentationslösung ist ein aktuelles Problem in der Biotechnologie. Ein vielversprechender Lösungsansatz ist die sogenannte Expanded Bed Adsorption (EBA), in der die gewünschten Bioprodukte spezifisch an suspendierte adsorbierende Beads (Kügelchen) binden. In vielen Fällen kann es dabei leider auch zu unerwünschten Wechselwirkungen zwischen der übrigen Biomasse und den Beads kommen, was zu einer reduzierten Effizienz und Prozessqualität führt. Bisher ist nur wenig über diese Wechselwirkungen bekannt, und anwendbare Theorien sind noch nicht mit einer direkten abstandsabhängigen Kraftmessung zwischen Beads und Biomasse überprüft oder verbessert worden. Ziel dieses Projektes ist es, globale Eigenschaften von realen EBA Prozessen (speziell die Adsorption von Biomasse an Beads) mit theoretischen Vorhersagen und mit lokalen, direkten Kraft-Distanz Messungen aus der Kraftmikroskopie (AFM) zu korrelieren. Dabei werden Beads an AFM Sensoren befestigt und ihre Kräfte zu individuellen Molekülen aber auch ganzen Zellen gemessen. Die theoretischen Berechnungen (hauptsächlich aus der erweiterten DLVO Theorie) werden sich dabei auf Zetapotential und Kontaktwinkelmessungen der involvierten Systeme stützen. Die Korrelation von Resultaten aus unterschiedlichen Methoden und von molekularen bis zu makroskopischen Dimensionen wird zu einer verbesserten theoretischen Beschreibung und Verständnis der involvierten physikalischen und chemischen Prozessen führen und dabei helfen, Prozesseigenschaften in der Biotechnologie zu verbessern.
DFG Programme
Research Grants
