Enzymatische Veresterungen in Blasensäulenreaktoren

AuszugDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit enzymatischen Verfahren zur nachhaltigen Herstellung von Kosmetikinhaltsstoffen. Hierbei spielen zunehmend nachwachsende Rohstoffe wie Fettsäuren, Fettalkohole, Zucker oder Glycerinderivate eine entscheidende Rolle, die im Zuge der Verschiebung der Rohstoffbasis Produkten auf der Basis von Erdölkomponenten Konkurrenz machen sollen [Begitt et al. 2008]. Die durch Veresterung einer Alkohol- und Säurekomponenten entstehenden nichtionischen Fettsäureester können in Cremes oder Lotionen in verschiedenen Formen eingesetzt werden. Hierbei stellen Emulgatoren die bekannteste Produktgruppe dar, die Emulsionen aus Öl- und Wasserkomponenten stabilisieren. In dieser Arbeit wird zur Produktion der Fettsäureester ein neuer Reaktortyp eingesetzt. Der Blasensäulenreaktor wird erst seit wenigen Jahren für Veresterungsreaktionen eingesetzt [Hilterhaus et al. 2008b] und soll im Rahmen dieser Arbeit weiter charakterisiert werden, um die Vorgänge im Reaktor grundlegender zu verstehen. Dies soll Abschätzungen für ähnliche Systeme sowie das scale up vereinfachen. In dieser Arbeit wird versucht durch die Bestimmung der Reaktionskinetik und des Stofftransportes die Reaktion hinreichend zu beschreiben. Unterstützt werden die Analysen durch die Verwendung der FT-IR Spektroskopie, die es ermöglicht, Online-Informationen direkt aus dem Reaktor während des Betriebes zu gewinnen [Müller et al. 2010]. In dieser Einleitung werden die Grundlagen für das Verständnis dieser Arbeit gelegt. Da die einzelnen Ergebniskapitel separat eingeführt und hier auch die zum Verständnis wichtigen theoretischen Grundlagen erläutert werden, wird hier nur kurz auf folgende Themen eingegangen: - Der Biokatalysator: Lipasen / Reaktionsmechanismus - Die Reaktion: Lösungsmittelfreie Veresterungen / Reaktionskinetik - Der Reaktortyp: Blasensäulenreaktor - Der Stofftransport - Die Online-Spektroskopie: Multivariate Datenanalyse