Leipold, M: Ganzheitliche Analyse enzymkatalytischer Synthes

Enzymatisch katalysierte Reaktionssysteme rücken durch den globalen Trend hin zu sog. "grünen" Produkten zusehends in den Fokus der Chemieindustrie. Der enzymatischen Synthese in Festbettreaktoren kommt dabei, als apparativ handhabbare Alternative zu Rührkesselprozessen, eine besondere Bedeutung zu. Vorteile ergeben sich vor allem durch die hohe Wiederverwertbarkeit des eingesetzten Enzymkatalysators sowie die Möglichkeit einer effizienten Prozessgestaltung.Trotz verschiedener wissenschaftlicher Arbeiten zu einzelnen Themengebieten aus dem Bereich der enzymatischen Festbettkatalyse stellt gerade der Mangel an einer ganzheitlichen Beschreibungen enzymatischer Prozesse zurzeit noch eine Hürde bei deren Entwicklung und Etablierung dar.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit bestand aus diesem Grund die Zielsetzung in einer ganzheitlichen Analyse eines enzymatischen Syntheseprozesses im Festbett. Erstmalig wurden dabei Aspekte aus den Bereichen Reaktionskinetik, Stofftransport und Hydrodynamik in einer integralen Betrachtung vereint und zusammen mit praktischen Fragestellungen analysiert sowie in einem integralen Werkzeug umgesetzt.Die Analyse wurde in drei sich ergänzenden Schritten durchgeführt. Auf theoretischer Basis wurde zunächst ein rigoroses, dynamisches Prozessmodell für eine detaillierte Beschreibung aller Einzelaspekte erstellt. Für die experimentelle Untersuchung der komplexen Abläufe bei enzymatischen Syntheseprozessen wurde parallel ein Kreislauffestbettreaktor im Miniplant-Maßstab projektiert und verwirklicht. Beide zuvor genannten Schritte vereinend, wurde eine detaillierte Analyse der industriell relevanten Synthese von Decyloleat als Beispielprozess erarbeitet.Im Zuge der Analyse konnte dabei über umfangreiche praktische Untersuchungen eine sehr gute gleichzeitige Beschreibung von Kinetik, Stofftransport, Dispersion sowie der Hydrodynamik des Systems erzielt werden. Ergänzend konnte