Presselektrofiltration zur Abtrennung von Biopolymeren aus Biosuspensionen am Beispiel des Xanthans: Bestimmung von Filtrationsparametern zur Modellbildung und Simulation

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Clemens Posten
• Fachliche Zuordnung: Bioverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2004
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5350809

Die Abtrennung von Polysacchariden aus Biosuspensionen durch Filtration bereitet große Probleme, da die Biopolymere die Membran schnell verblocken und so die Filtration stark verlangsamen. Bereits durchgeführte Pressfiltrations- und Presselektrofiltrationsversuche haben gezeigt, dass durch die Verwendung eines elektrischen Feldes die Filtrationskinetik xanthanhaltiger Lösungen drastisch verbessert werden kann. Die starke Verkürzung der Filtrationszeiten war dabei eindeutig auf die elektrophoretische Wanderung der anionischen Polysaccharide in Richtung Pressstempel zurückzuführen. Durch diese Migration der Polyionen und Ionen im elektrischen Feld kommt es zur Ausbildung von Konzentrationsgradienten. Um die Vorgänge bei der Presselektrofiltration besser verstehen zu können, soll die Wanderung der elektrisch geladenen Moleküle und Ionen mit der Theorie von Manning modelliert und in Matlab/Simulink simuliert werden. Ferner sollen die Konzentrationsgradienten im Verfahrensraum gemessen und das Ergebnis der Messungen mit denen der Simulationen verglichen werden. Das Simulationsprogramm könnte dann beim Scale-Up von Presselektrofiltrationsapparaten, wie z.B. der Dimensionierung der Filterplatten einer Filterpresse, von Nutzen sein und so dazu beitragen, dass die Presselektrofiltration eine gute Alternative zur Fällung der Polysaccharide bzw. Proteine aus einer Biosuspension mit Alkohol wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen