2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16352This proposal is focused on the application of surfactant based aqueous two-phase systems for the reactive extraction with biocatalyst. Up to now, surfactant based aqueous two-phase systems have been used in various applications such as extraction and purification of metal ions, proteins, biomaterials, organic compounds and toxic aromatics from wastewater. The first scale-up to continuous multistage units was successfully realized by means of a continuous rotating disc contactor. Importantly, the application of aqueous surfactant two-phase systems in a stirred continuous countercurrent extraction column was achieved in the group of the applicant. Surfactant based aqueous two-phase systems systems provide mild conditions for biomolecules which are sensitive to organic solvents and high temperatures. Thus, their use for an in-situ product removal to increase conversion is especially interesting for biocatalytic and biotransformation processes with regard to environmental friendliness. Furthermore, the absence of organic solvents creates a convenient environment for most biocatalysts. A biocatalytic reaction in micellar systems was already studied in batch experiments. However, a continuous reactive process applying aqueous surfactant two-phase systems was not investigated so far. The main goal of this project is to prove the principle applicability of continuous multistage micellar extraction in a column as a reactive separation process for biological catalysts (enzymatic reactions). Thereby the key influences of the composition of mixed surfactant-additive systems on the efficiency of the continuous extraction process should be identified. The extraction of both molecular and ionized solutes with mixed surfactant systems should be established with the special focus on the stability of the biocatalysts towards surfactants and extraction conditions.Dieses Vorhaben beschäftigt sich mit dem Einsatz von tensid-basierten wässrigen Zwei-Phasensytsemen in der Reaktivextraktion. Bisher wurden solche Systeme für diverse Anwendungen, wie Batchextraktion von Metallen, Biomolekülen sowie von organischen Komponenten untersucht. Es liegen bereits erste Erfahrungen in der Realisierung einer tensid-basierten Extraktion in Form eines kontinuierlichen Prozesses in einer Extraktionskolonne vor. Wichtige Erkenntnisse dafür wurden auch in der Gruppe der Antragstellerin erreicht. Allerdings liegen nur wenige Erfahrungen zur Kombination der Reaktion und der Extraktion in Tensid-basierten Systemen vor. Insbesondere für bioaktive Moleküle stellen solche Systeme aufgrund ihres niedrigen Trübungspunktes eine schonende Alternative zu Lösungsmittel-basierten Systemen dar. Es liegen bereits einige Untersuchungen zu der Kombination von biokatalytischen Reaktionen und einer tensid-basierten Extraktion vor. Allerdings ist keine Realisierung dieses Prozesses in einer kontinuierlichen Durchführung (z.B in einer Extraktionskolonne) bekannt. Das Hauptziel dieses Projektes ist es zu prüfen, ob eine Kombination aus biokatalysierter (enzymatischer) Reaktion und der gleichzeitigen Extraktion mit tensid-basierten Systemen grundsätzlich möglich ist. Dabei sollen insbesondere die Wechselwirkungen zwischen Enzymen und dem tensid-basiertem System sowie den Apparaten verstanden werden. Ferner soll untersucht werden, wie die Zusammensetzung von gemischten tensid-basierten Systemen mit Additiven die Extraktionseffizienz und die Stabilität der Biokatalysatoren beeinflusst.