Immobilization of aerobic microorganisms in interaction with open porous ceramic monoliths - gradual pore size and tube structure distirbution in pressurized bioreactors

需氧微生物与开孔陶瓷整体相互作用的固定化 - 加压生物反应器中逐渐孔径和管结构分布

• 批准号: 5260600
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Horst Reinhold Maier
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau (IWM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1999-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5260600?language=en
• 关键词: Immobilization; aerobic; microorganisms; interaction; open

Im Vordergrund des Verbundprojektes zwischen dem Institut für Prozeß- und Anwendungstechnik Keramik (IPAK) und dem Institut für Bioverfahrenstechnik an RWTH Aachen steht die Immobiliesierung von aeroben Mikroorganismen mit hohem Sauerstoffbedarf. Im Gegensatz zum Stand der Technik mit drucklosen organischen und anorganischen Trägermaterialschüttungen werden erstmalig Keramikmonolithen mit gradierten Poren- und Kanlastrukturen in einem neuartigen Druckreaktor (bis 10 bar) evtl. mit Sauerstoffvektoren eingesetzt. Aufgrund der vollständigen Sauerstoff-versorgung und über den molekularen und mikrostrukturellen Aufbau des Keramikmonolithen wird eine deutlich höhere Immobiliserungsrate erwartet. Das soll an zwei industriell relevanten mikrobiellen Systemen (Vitamin C und Lysin) demonstriert werden. Ausgehend von einem technisch/biologischen Modellierungsansatz wird in parallel betriebenen einfachen Screening-reaktoren die Immobilisierungswirkung an oxidischen (photonenleitfähiges TiO2) und nicht oxidischen (elektrisch leitfähiges SiC) Keramikmonolithen untersucht, die in zwei prozeßtechnischen Varianten ausgeführt werden. Die inneren Besiedlungsräume können zusätzlich oberflächenmodifiziert (NaOH, Silanisierung) werden. Die aussichtrsreichsten Varianten werden dann in einem druckbeaufschlagten Pilotreaktor näher untersucht. Von besonderer Bedeutung sind das Langzeitverhalten sowie die grundsätzlichen Regenerieungs-möglichkeiten. Hierbei ist die thermische Stabilität und die elektrische Leitfähigkeit der Keramik von Vorteil.Das IPAK ist für die Werkstoff- und Bauweiseentwicklung der Keramikmonolithen und die Gestaltung der funktionellen Hohlräume verantwortlich. Sein Aufgabengebiet umfaßt die Werkstoffanpassung vorhandener Werkstoffkozepte an die Zielstrukturen, die Fertigung von Trägerstrukturen in Form von Rohren, Waben und spiralförmigen Körpern mittels Strangpressen und hochthixotropen Gießen (Ökopor-Fertigung). Weiterhin ist es mit der mechanischen, thermischen und elektrischen Vorcharakterisierung der eingesetzten Werkstoffe und mit der Konzipierung von qualitätssicheren Regenerirungsansätzen beschäftigt. Die Konzipierung und der Bau einer Pilotreaktors wird in enger Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik stattfinden.

Im Vordergrund des Verbiliesierung des Verbiliesierung zwischen dem Institut für Prozeberg- und Anwendungstechnik Keramik（IPAK）und dem Institut für Bioverfaerg stechnik an RWTH亚琛steht die Immobiliesierung von aeroben Mikroorganismen mit hohem Sauerstoffbedarf. Im Gegenetzum Stand der Technik mit drucklosen organischen und anorganischen Trägermaterialschüttungen韦尔登erstmalig Keramikmonolithen mit gradierten Poren- und Kanlastrukturen in einem neuartigen Druckreaktor（bis 10 bar）evtl.有一种特殊的味道。Aufgrund der vollständigen Sauerstoff-versorgung und über den molekularen und mikrostrukturellen Aufbau des Keramikmonolithen wird eine deutlich höhere Immobiliserungsrate erwartet.这两个工业相关的微生物系统（维生素C和赖氨酸）证明是可行的。通过技术/生物学建模，并行地对氧化物（photonenleitfähiges TiO 2）和非氧化物（elektrisch leitfähiges SiC）的固定化陶瓷进行筛选，在两种工艺变体中进行韦尔登。Die inneren Besiedlungsrächenkönnen zusätzlich oberflächenmodifiziert（NaOH，Silanisierung）韦尔登。这种特殊的变体韦尔登可以在飞行员驾驶员的驾驶员手册中找到。Von besonderer Bedeutung sind das Langzeitverhalten sowie die grundsätzlichen Regenerieungs-möglichkeiten. Hierbei ist die thermische Stabilität und die elektrische Leitfähigkeit der Keramik von Vorteil.Das IPAK ist für die Werkstoff- und Bauweiseentwicklung der Keramik monolithen und die Gestaltung der funktionellen Hohlränverantwortlich. Sein Aufgabengebiet umfaßt die Werkstoffanpassung vorhandener Werkstoffkozepte an die Zielstrukturen，die Fertigung von Trägerstrukturen in Form von Rohren，Waben und spiralförmigen Körpern mittels Strangpressen und hochtichotropen Gießen（Ökopor-Fertigung）. Weiterhin is mit der mechanischen，thermischen und elektrischen Vorcharakterisierung der eingesetzten Werkstoffe und mit der Konzipierung von qualitätssicheren Regenerirungsätzen beschäftigt. Die Konzipierung und der Bau einer Pilotreaktors wird in恩格尔Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Bioverfaucet stechnik stattfinden.