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Herstellungsprozess für superparamagnetische funktionalisierte (Ionentauscher) Polymerpartikel ("Magnetic Beads") für den Einsatz bei der Adsorption im Fermentationsprozess in Kombination mit magnetischer Abscheidung

用于发酵过程中吸附与磁分离相结合的超顺磁性功能化（离子交换剂）聚合物颗粒（“磁珠”）的制造工艺

基本信息

批准号：
16850602
负责人：
Professor Dr.-Ing. Urs Peuker
金额：
--
依托单位：
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2005
资助国家：
德国
起止时间：
2004-12-31 至 2008-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/16850602?language=en
关键词：
Herstellungsprozess superparamagnetische funktionalisierte Ionentauscher Polymerpartikel

项目摘要

Die Abtrennung von Wertprodukten aus einer Biosuspension ist mit hohem Aufwand verbunden. Es müssen in diesem Downstream-Prozess verschiedene Prozessschritte durchlaufen werden, bis das Wertprodukt in der Reinform vorliegt. Eine Alternative, die Zahl der Prozessschritte zu reduzieren, ist eine selektive Adsorption des Wertprodukts an einem polymeren Trägermaterial. Die technische Umsetzung dieses Verfahrens erfordert eine große Menge an Adsorbens. Für eine Prozessgestaltung mit Adsorbenspartikeln in einem Kreislauf sind neben den Adsorptionseigenschaften auch die Eigenschaften hinsichtlich der Abtrennung aus der Biosuspension ausschlaggebend. Für die Durchführung der Regeneration des Adsorbens bzw. des Adsorbensträgers ist eine vollständige Trennung von Mikroorganismen und Adsorbensträger erforderlich. Eine viel versprechende Methode für eine Abtrennung der Adsorbenspartikeln aus einer Biosuspension ist der Einsatz der Kombination aus magnetischen bzw. magnetisierbaren Partikeln und einem Magnetabscheider. Die Kosten für solche sog. Magnetic Beads , wie sie momentan am Markt erhältlich sind, sind für einen technischen Einsatz im Produktionsmaßstab um Größenordnungen zu hoch (500 mg: 179,- ¿). Ziel dieses Vorhabens ist es, Funktionsstrukturen zu erzeugen, die neben den benötigten Adsorptionseigenschaften auch gute mechanische Trenneigenschaften besitzen. Als Trennprinzip aus der Biosuspension wird eine Trennung mit einem Magnetabscheider angestrebt. Dazu wird ein magnetisches bzw. magnetisierbares Kompositmaterial aus Polymer (Adsorbens) und Füllstoff (magnetisierbar) hergestellt. Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht der Herstellungsprozess, der eine kostengünstige Produktion von magnetisierbaren, biologisch aktiven Partikeln ermöglichen soll und die technische Option des Scale-Up in den Kilogramm- und Tonnenmaßstab offen hält. Im Lösungsweg werden die Herstellung der magnetischen und jene der adsorptiven Funktionalität voneinander entkoppelt. Es werden Ionentauscherpartikeln durch Emulsionspolymerisation und anschließenden weiteren Funktionalisierungsschritten mit einem Durchmesser von 80-150 nm dargestellt. Diese werden gemeinsam mit superparamagnetischem Magnetit (dp < 20 nm) in eine weitere Polymermatrix zu einem Kompositmaterial verbunden. Diese Partikeln mit einem Durchmesser von ca. 10 ¿m enthalten damit die Grundfunktionalisierung und die erforderlichen Trenneigenschaften. Wichtig sind ferner eine gute Dispergierbarkeit in der Biosuspension und eine geringe Sedimentationsgeschwindigkeit. Diese funktionalisierten Magnetpartikeln werden auf ihre Funktionalität innerhalb des Downstream-Prozesses untersucht, wofür mehrere unterschiedliche biologische Stoffsysteme betrachtet werden. Bei diesen Untersuchungen werden die Sorptionseigenschaften genau analysiert. Ziel ist es, einen kostengünstigen Gesamtprozess zu schaffen, der für eine einfache Abtrennung eines Wertproduktes, beispielsweise eines Enzyms, sorgt.

从生物悬浮液生产的废弃物有很大的改进。Es müssen in diesem Downstream-Prozess versedene Prozessschritte durchlaufen韦尔登，bis das Wertprodukt in der Reinform vorliegt.另一种选择，即还原过程中的选择性吸附，是一种选择性的聚合物吸附材料。技术上的改进使得吸附剂的使用量大大增加。Füine Prozessgestaltung with Adsorbenspartikeln in einem Kreislauf sind neben den Adsorptionseigenschaften auch die Eigenschaften hinsichtlich der Abtrennung aus der Biossuspension ausschlaggebend. Für die Durchführung der Regeneration des Adsorbens bzw. des Adsorbensträgers ist eine vollständige Trennung von Mikroorganismen und Adsorbensträger erforderlich. Eine viel versprechende Methode für eine Abtrennung der Adsorbenspartikeln aus einer Biossuspension ist der Einertile der Combination aus magnetischen bzw. magnetisierbaren Partikeln und einem Magnetabscheider.这是给你的礼物。磁珠，如其在市场上的作用，可用于生产高质量产品的技术研究（500 mg：179，-？）。这两个前体是，功能结构是一个整体，它的内部吸附作用也是一个很好的机理。基于生物悬浮的原理将与磁性吸附剂一起进行。大足有一个磁铁。magnetisierbares复合材料由聚合物（吸附剂）和纤维（磁棒）组成。Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht der Herstellungsprozess，der eine kostengünstige Produktion von magnetisierbaren，biologisch aktiven Partikeln ermöglichen soll and die technische Option des Scale-Up in den Kilogramm- und Tonnenmaßstab offen hält.在Lösungsweg韦尔登，磁场的强度和吸附功能的强度是可以接受的。这是通过乳液聚合的韦尔登离子化，并在80-150 nm的波长处进行固定化。这种韦尔登在一种复合材料的聚合物基体中具有超顺磁性（dp < 20 nm）。这是一个由大约1000人组成的小团体。10米长的基础设施和铁路运输。在生物悬浮液中有一种很好的分散剂，也有一种很好的沉淀剂。这种功能性的磁铁韦尔登可以使下游工艺的功能性更强，也可以使生物Stoffsysteme的功能性更强，从而使韦尔登更好。这一发现韦尔登人对吸附现象进行了分析。Ziel is es，einen kostengünstigen Gesamtprozess zu schaffen，der für eine einfache Abtrennung eines Wertproduktes，beispielsweise eines Enzyms，sorgt.