Entwicklung und Modellierung einer Solid-State-Fermentation mit trägerfixierten Mikroorganismen in einer Gas-Feststoff-Wirbelschicht am Beispiel von Pseudomonas putida

Für Solid State-Fermentationen ist der Einsatz von Gas-Feststoff-Wirbelschichten vorteilhaft, da reaktorseitig ein guter Wärme-und Stoffübergang herrscht, der eine Ausweitung des Einsatzspektrums auf Bakterien erwarten läßt. Am Beispiel der Solid State-Fermentation von Pseudomonas putida (Bakterium) erfolgt die Entwicklung und verfahrenstechnische Optimierung eines in-situ dampfsterilisierbaren Wirbelschichtreaktors einschließlich der Identifikation geeigneter Trägermaterialien und Immobilisierungsverfahren. Aufgrund der analytisch nicht quantifizierbaren Überlagerung von Stofftransport und Reaktionskinetik bei immobilisierten Zellsystemen wird zur Beschreibung des vorherrschenden Transport-Reaktionsverhaltens ein prozeßkinetisches Modell abgeleitet und validiert. Wichtige Parameter des Stofftransports werden nach eingehender Prüfung über theoretische Korrelationen berechnet. Für die Reaktionskinetik wird aus Submers-Fermentationen ein formalkinetisches Modell abgeleitet und überprüft. Das aufgestellt prozeßkinetische Modell erlaubt eine Beschreibung der Solid State-Fermentation in der Gas-Feststoff-Wirbelschicht, eine Diskussion des Einflusses ausgewählter Parameter sowie die Identifikation prozeßtechnisch sinnvoller Einsatzgebiete für dieses Verfahren.