Formulierung: Nano-Coating T5.04 Die selektive Magnetseparation auf dem Sprung in eine industrielle Umsetzung Prof. Dr.-Ing. H. Nirschl 1) (E-Mail: hermann.nirschl@mvm.uni-karlsruhe.de), Dipl.-Ing. M. Stolarski 1) , Dipl.-Ing. C. Eichholz 1) , Dr.-Ing. K. Keller 2) 1) Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik, Universität Karlsruhe (TH), Straße am Forum 8, D-76131 Karlsruhe 2) Solae-DuPont, St. Louis, MO 63110 DOI: 10.1002/cite.200750547 Der Schwachpunkt biotechnologischer Prozesse ist häufig die Aufbereitung der Biorohsuspensionen – das so genannte Downstream Processing. Dieses bündelt teilweise bis zu 80 % der Investitions- und Betriebskosten. Beispielsweise be- steht die Extraktion desZielprodukts nach einer Fermentation aus einer lan- gen Prozessketteeinzelner Trenn- schritte, wie z. B. Chromatographie, Fäl- lung, Zentrifugation, Filtration, oft auch mehrstufig, wie bei einer komponenten- weisen Fällung. Ein möglicher Weg zur Verbesserung des Downstream Proces- sing istdie selektive Magnetseparation. Dabei werden spezielleMagnetbeads mit einer auf das Zielproduktabge- stimmten Oberflächenfunktionalisie- rung als Trägerpartikel eingesetzt. Da- durch ist es möglich – analog zu Chromatographieverfahren –, das Ziel- produkt selektiv zu binden. Die Gewin- nung des Zielproduktserfolgt dann durch die Abtrennungdes magne- tischen Trägermaterials. Ein Problem bestehtmomentan in der Bereitstellungder magnetischen Mikrosorbentien. Gegenstand der aktu- ellen Forschung sind vor allem kosten- günstige Synthese- und Funktionalisie- rungsverfahrenim großtechnischen Maßstab. Daneben spielt aber auch die effektive Trenntechnik eine nicht zu ver- nachlässigende Rolle. Auch hier gibt es eine Vielzahl verschiedener Ansätze, bei denen sich auf Dauer einige wenige durchsetzenund dann standardisiert zum Einsatz kommen werden. Durch die Kombination von klassischer Trenn- technik und magnetischenFeldern wird dort eine selektiveAbscheidung der Magnetbeads erreicht.Ausgehend von dem schon bestehenden Prinzip der Hochgradienten-Magnetseparation (HGMS), bei dem magnetische Partikel innerhalb eines Magnetfeldes an einer Drahtmatrix (z. B. Stahlwolle) abgeschie- den werden – diskontinuierlich und nur für geringeKonzentrationen der Trä- gerpartikelgeeignet–, konnten Ver- fahren ohnedie genannten Nachteile entwickelt werden.Bei der magnetfeld- überlagertenZentrifugationwirddie Drahtmatrixkontinuierlich abgereinigt und auf diese Weise die kontinuierliche Magnetseparation ermöglicht. Im Mittelpunkt des Vortragssteht u. a.die Entwicklung einer neuen mag- netischen Zentrifuge. Dabei rotiert eine aus superparamagnetischem Material bestehende Drahtmatrix im Zentrifugal- feld einer Becherzentrifuge. Das ge- samte System befindet sich in der Boh- rung eines Elektromagneten. Eine in die Zentrifuge kontinuierlich eingebrachte Suspension aus magnetischen und un- magnetischen Partikeln wird effektiv da- durch getrennt, dass die magnetischen Partikel an der Drahtmatrix festgehalten werden,während unmagnetisierte die Zentrifuge wieder verlassen.Durch die Rotation der Drahtmatrix werden die magnetisierten Partikel aufgrundder wirkenden Zentrifugalkräfte nach au- ßen transportiert und aus der Zentrifu- ge ausgetragen. Die magnetische Zentrifuge ermög- licht, in Abhängigkeit der Stärke des äu- ßeren Magnetfelds, die Separation von gängigenmagnetischenMikrosorben- tien von mehrals 97 % und von mit magnetischen Partikeln dotiertem SiO 2 von 100 %.Die Versuche wurden so- wohl mit wässrigen Suspensionen als auch mit realen Fermentationsbrühen durchgeführt.Die Gewinnung z. B. eines von Bacillus licheniformis fermen- tierten Enzyms war bislang mit ca. 30 % Effizienz möglich. V5.14 Mikrowellen-Plasma-Wirbelschichtprozesse zur Partikelbeschichtung Dipl.-Math. Z. Pajkic 1) (E-Mail: pajkic@uni-bayreuth.de), Prof. Dr. M. Willert-Porada 1) , Dr.-Ing. T. Gerdes 1) 1) Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung, Universität Bayreuth, Universitätsstraße 30, D-95440 Bayreuth DOI: 10.1002/cite.200750581 Chemische(CVD) und physikalische Gasphasenabscheidungen (PVD) sind in vielen Bereichen der Industrie etablierte Verfahren zurBeschichtungflächiger Substrate. Die Kombinationdieser Verfahren mit der Wirbelschichttechnik bietet die Möglichkeit,disperse Stoffe auf einfa- che Weise zu beschichten. Potenzielle Anwendungensind im Bereich der Werkstoffe zur Verbesserung der Anbin- dung zwischen beschichteten Füllstof- fen und der Matrix in Verbundwerkstof- fen zu finden sowie in der Katalyse oder bei neuartigen Materialkonzepten für Partikeltechnik und Produktdesign 1413 Chemie Ingenieur Technik 2008, 80, No. 9 © 2008 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.de