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ePaper created 2017-03-14, 09:55:24 | version 1.49.03
Methan N A D ( P ) H N A D P + Sauerstoff Methanol Wasser Wasser 2 3 4 Automatisierte Versuchsanlage für Gasphasenreaktionen Für die verfahrenstechnische Entwicklung dieser Prozesse wurde am Fraunhofer IGB eine vollautomatisierte Versuchsan- lage für Gasphasenreaktionen konstruiert und aufgebaut, in der Temperatur, Druck und Substratzugabe exakt gesteuert werden können. Im ECOX-Projekt integrierte das IGB das foxySPEC-Massenspektrometer in die Anlage. Auf diese Weise ließen sich die Konzentrationen sowohl der Substrate Formal- dehyd und Methan als auch der Produkte messen. So ist eine vollständige Bilanzierung von chemischen und biologischen Reaktionen zuverlässig möglich. Fortschritte in der Prozessentwicklung Nach der gelungenen Umsetzung von Methan zu den Basis- chemikalien Methanol und Ameisensäure konnte die Produk- tion beider Stoffe am Fraunhofer IGB in der Versuchsanlage weiter verbessert werden. Als entscheidender Schritt erwiesen sich dabei die Messmöglichkeiten des foxySPEC Massen- spektrometers. Mit dessen Hilfe ist die Kopplung des che- mokatalytischen Prozesses zur Herstellung von Formaldehyd aus Methan mit dem enzymtechnischen Prozess erfolgreich gelungen. Ausblick Der technische Prozess zur Herstellung von Methanol und Ameisensäure aus Biogas stellt einen Modellfall für weitere enzymtechnische Prozesse mit gasförmigen Substraten in der Gasphase und in Kombination mit chemokatalytischen Re- aktionen dar. Ein vielversprechender weiterführender Ansatz liegt in der Verwendung von methanotrophen Bakterien und deren Schlüsselenzym Methanmonooxygenase (MMO) zur Herstellung unterschiedlicher Basischemikalien [4]. Damit ist ein wichtiger Schritt hin zur stofl ichen Verwertung biogener Materialien über gasförmige Zwischenprodukte wie Biogas oder Synthesegas gelungen. Kontakt Dipl.-Ing. Matthias Stier Telefon +49 711 970-4075 matthias.stier@igb.fraunhofer.de Prof. Dr. Dieter Bryniok Telefon +49 711 970-4211 dieter.bryniok@igb.fraunhofer.de Literatur [1] Leibniz-Institut für Katalyse, Zweijahresbericht 2013 und 2014, S. 36 – 37; verfügbar unter: www.catalysis.de/institut/ oeffentlichkeitsarbeit, abgerufen am 31. Januar 2017 [2] Nguyen, L. et al. (2006) J. Catal. 237(1): 38 – 48 [3] Burrows, K. J. et al. (1984) Microbiology 130(12): 3327 – 3333 [4] Lee, E.-H. et al. (2010) J. Hazard. Mater. 184(1): 313 – 320 Förderung Wir danken der Deutschen Bundestiftung Umwelt (DBU) für die Gewährung eines Promotionsstipendiums und dem Bundesminis- terium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »ECOX«, Förderkennzeichen 031A168A. Weitere Informationen www.foxyspec.fraunhofer.de 1 Kombinierter chemokatalytisch-enzymatischer Prozess zur Herstellung von Methanol und Ameisensäure aus Biogas. 2 Enzym-Druckreaktor. 3 Echtzeit-Massenspektrometer foxySPEC. 4 Metanothrophes Bakterium. 8 1