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Projekt
Elektrochemischer Wirbelschichtreaktor für elektroenzymatische Synthesen unter Einsatz einer Gasphase: Teil II. Modellierung, Scale-up und in-line Prozessanalytik.
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Matthias Franzreb
Fachliche Zuordnung
Bioverfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445807856
Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Projekts ist die Weiterentwicklung von elektrochemischen Dreiphasen-Wirbelschichtreaktoren als vielversprechende Systeme für die elektro-enzymatische - und perspektivisch auch elektro-mikrobielle - Synthese von wertgesteigerten Produkten. Die Schwerpunkte der Arbeitspakete in der zweiten Förderperiode sind insbesondere: (i) die Entwicklung eines Designs, das es erlaubt, den Reaktor effektiv in industriell relevante Dimensionen zu skalieren und die komfortable Handhabung und den Austausch von Enzymträgern zu ermöglichen, um einen Langzeitbetrieb zu erreichen, (ii) die Implementierung einer flexiblen und sensitiven Echtzeitanalyse der Reaktanten der Synthese durch Kopplung des Reaktors mit einem Massenspektrometer (MS). Die schnelle Anpassung des MS an verschiedene Zielmoleküle wird die Untersuchung verschiedener elektro-enzymatischer Reaktionssysteme ermöglichen, während der Echtzeit-Charakter der Analyse kinetisch aufgelöste Einblicke in Korrelationen zwischen elektrischen und chemischen Leistungsindikatoren erlaubt, (iii) die Erweiterung und Verallgemeinerung der Modellierungsaktivitäten um ein umfassendes Wissen über Prozesslimitierungen zu erlangen, insbesondere in skalierten Reaktoren, die mit hohen Stromdichten laufen. Die gewonnenen Korrelationen werden in allgemeine Auslegungsregeln übertragen und flexible Modellanwendungen werden auf einem COMSOL-Server zur allgemeinen Nutzung implementiert, ohne dass eine COMSOL-Lizenz oder detaillierte Modellierungskenntnisse erforderlich sind.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
