Entwicklung einer Methode zur Integration von Zellaufschluss und Produkt-Aufreinigung:
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Aachen
Shaker
2014
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| Series: | Thermische Verfahrens- und Prozesstechnik
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1. MOTIVATION 1
1.2. LOESUNGSWEG 3
2. ZEILAUFSCHIUSS IN DER BIOTECHNOLOGIE 6
2.1. MIKROALGEN - AUFBAU UND MORPHOLOGIE 7
2.1.1. EUKARYOTEN 7
2.1.2. SYSTEMATIK DER EUKARYOTEN NACH ADL 8
2.1.3. MORPHOLOGIE DER THRAUSTOCHTRIACAE (ULKENIA SP.) 9
2.2. MECHANISCHE ZELLAUFSCHLUSSMETHODEN 10
2.2.1. BEANSPRUCHUNGSARTEN IM MECHANISCHEN ZEILAUFSCHIUSS 11
2.2.2. HOCHDRUCKHOMOGENISATION 13
2.2.3. RUEHRWERKSKUGELMUEHLE 15
2.2.4. ULTRASCHALLHOMOGENISATOR 17
2.3. EINFLUSSFAKTOREN AUF DAS AUFSCHLUSSERGEBNIS 18
2.3.1. STABILITAET DER ZELLWAND 18
2.3.2. BIOMASSEKONZENTRATION 18
2.3.3. TEMPERATUR 18
2.3.4. PH-WERT 19
2.3.5. ENERGIEEINTRAG 19
2.3.6. VERWEIL
ZEIT 20
2.3.7. VERFAHRENSSPEZIFISCHE FAKTOREN 20
3. BIOANALYTIK 22
3.1. GRUNDLAGEN UND STAND
DES WISSENS 22
3.1.1. EMULSIONEN 22
3.1.2. EMULSIONS-STABILITAET 23
3.1.2.1. KOLLOID-WECHSELWIRKUNGEN 23
3.1.2.2. STABILITAET UND SPALTUNG ELEKTROSTATISCH STABILISIERTER
EMULSIONEN 26
SEITE I
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INHALTSVERZEICHNIS
3.1.2.3. STABILITAET UND SPALTUNG POLYMERSTABILISIERTER EMULSIONEN 27
3.1.3. MESSBARE OBERFLAECHENEFFEKTE 28
3.1.3.1. OBERFLAECHENSPANNUNG 28
3.1.3.2. OBERFLAECHENLADUNG - ZETA-POTENTIAL 29
3.1.4. CHROMATOGRAPHIE 30
3.1.4.1. HPLC-RP UND-NP 33
3.1.4.2. GC 34
3.1.5. SPEKTROSKOPISCHE ANALYSEVERFAHREN 34
3.1.5.1. MASSENSPEKTROSKOPIE (MS) 34
3.1.5.2. KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE (NMR) 36
3.2. EMULSIONSCHARAKTERISIERUNG 37
3.2.1. STABILITAETS-TEST 37
3.2.2. OBERFLAECHENSPANNUNG UND -LADUNG 39
3.2.3. LIPID-ANALYSE UND -TRENNUNG MIT HILFE DER CHROMATOGRAPHIE 45
3.2.3.1. HPLC-RP 45
3.2.3.2. HPLC-NP 46
3.2.3.3. HPLC-MS 47
3.2.3.4. NMR 48
3.3. QUANTITAETS- UND QUALITAETSANALYSEN 49
3.3.1. BESTIMMUNG DER BIOTROCKENMASSE 49
3.3.2. OEL-ANALYTIK 50
3.3.2.1. GESAMT-OEL-GEHALT 50
3.3.2.2. FETTSAEURESPEKTRUM (GC) 50
3.3.3. QUALITAETS-STANDARDS 52
3.3.3.1. PEROXIDZAHL 52
3.3.3.2. P-ANISIDIN 53
3.3.3.3. SAEUREZAHL 53
3.3.3.4. VERSEIFUNGSZAHL 54
4. AUFREINIGUNGSVERFAHREN IN DER AIGEN-BIOTECHNOLOGIE 56
4.1. GRUNDLAGEN UND STAND DES WISSENS 56
SEITE II
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.1. DOWNSTREAM VON BIOMOLEKUELEN 56
4.1.2. EXTRAKTION MEHRFACH UNGESAETTIGTER FETTSAEUREN 58
4.1.2.1. PRESS-VERFAHREN 59
4.1.2.2. LOESEMITTELVERFAHREN 59
4.1.3. REFINING 61
4.1.3.1. DEGUMMING (ENTSCHLEIMUNG) 62
4.1.3.2. NEUTRALISATION (ENTSAEUERUNG) 65
4.1.3.3. BLEICHUNG (ENTFAERBUNG) 66
4.1.3.4. DESODORIERUNG (DAEMPFUNG) 67
4.1.3.5. PHYSIKALISCHES REFINING 67
4.1.4. INNOVATIVE VERFAHRENSKONZEPTE 67
4.1.4.1. KRISTALLISATION 68
4.1.4.2. *SCHALTBARE LOESEMITTEL" UND UEBERKRITISCHE EXTRAKTION 68
4.1.4.3. MEMBRANTECHNOLOGIE 69
4.2. ENTWURF LOESEMITTELFREIE AUFREINIGUNG 72
4.2.1. SZENARIENANALYSE 72
4.2.2. SPEZIFIKATIONEN DER OELQUALITAET 74
4.2.3. KONZEPT UND VERFAHRENSENTWURF 76
4.2.3.1. INTEGRIERTES REFINING (DEGUMMING) 76
4.2.3.2. MEMBRANBASIERTE ALTERNATIVVERFAHREN 76
4.2.3.3. SALZZUGABE 77
4.2.3.4. LONENTAUSCHER 77
4.2.3.5. ELEKTROKOAGULATION 78
4.2.3.6. PHASENINVERSION 78
5. MACHBARKEITSSTUDIEN 80
5.1. ZELLAUFSCHLUSS 80
5.1.1. HOCHDRUCKHOMOGENISATOR. 81
5.1.2. RUEHRWERKSKUGELMUEHLE 82
5.1.3. ULTRASCHALLHOMOGENISATOR 85
5.1.4. FAZIT 91
SEITE III
INHALTSVERZEICHNIS
5.2. EMULSIONSCHARAKTERISIERUNG 91
5.2.1. HPLC-RP. 92
5.2.2. HPLC-NP. 95
5.2.3. NMR /MS 97
5.2.4. METHODENABGLEICH 100
5.2.5. EINFLUSS DER ZELLAUFSCHLUSSMETHODE AUF STABILISIERENDE
KOMPONENTEN 104
5.3. ZUSAMMENSETZUNG DES FERMENTATIONSGEMISCHES 105
5.4. LOESEMITTELFREIE AUFREINIGUNG 107
5.4.1. INTEGRIERTES REFINING 108
5.4.2. SALZZUGABE 108
5.4.3. LONENTAUSCHER. 109
5.4.4. ELEKTROKOAGULATION 110
5.4.5. PHASENINVERSION 110
5.4.6. MEMBRANBASIERTE VERFAHREN 116
5.4.6.1. HYDROPHILE MEMBRANE 116
5.4.6.2. HYDROPHOBE MEMBRANE 122
5.5. OELANALYSEN 122
5.5.1. PUFA-GEHALT 123
5.5.1.1. PHASENINVERSION 123
5.5.1.2. MEMBRANBASIERTE VERFAHREN 125
5.5.2. QUALITAET 127
5.6. FAZIT 128
6. WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG 130
6.1. REFERENZPROZESS 130
6.2. LOESEMITTELFREIER AUFREINIGUNGSPROZESS 133
6.3. FAZIT 136
7. ZUSAMMENFASSUNG 139
8. LITERATURVERZEICHNIS 143
SEITE IV
INHALTSVERZEICHNIS
9. SYMBOLVERZEICHNIS 163
9.1. FORMELZEICHEN 163
9.2. GRIECHISCHE SYMBOLE 164
9.3. INDIZES 165
9.4. ABKUERZUNGEN 165
10. ABBILDUNGSVERZEICHNIS 168
11. TABELLENVERZEICHNIS 171
12. ANHANG 172
12.1. M/Z-CHROMATOGRAMME DER MS-ANALYSEN 172
12.2. SYSTEMATISCHE NAMEN DER STABILISIERENDEN SUBSTANZEN 177
12.3. CHROMATOGRAMME DER 1
H
-NMR-ANALYSEN 178
SEITE V |
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