391029 Biokatalyse Theorie (V+Ü) (WiSe 2013/2014)

Die Vorlesung vermittelt reaktionstechnische Charakteristika der am häufigsten eingesetzten
Reaktoren und besonderer Reaktionssysteme. Neben Reaktoren für die Charakterisierung
von Katalysatoren wird das Verhalten von Reaktoren auf der Basis von Rührkesseln,
Strömungsrohren mit Einbauten, Festbetten und Wirbelschichten besprochen. Darüber
hinaus wird ausführlich auf den Betrieb von Membranreaktoren eingegangen. An besonderen
Reaktionssystemen werden solche in Flüssig-Flüssig-Zweiphasensystemen und Reaktionen
mit Coenzymregenerierung besprochen.
Die Übung übersetzt die Vorlesung in praktische Modellierung. Die Simulation von Kinetiken,
Reaktoren und Reaktionssystemen wird ebenso besprochen wie Methoden der
Parameterbestimmung. Basis der Programmierung ist Fortran. Eine Auswahl an fertigen
Algorithmen wird in Form von Programmbibliotheken zur Verfügung gestellt.
Das Seminar behandelt neuere Entwicklungen der Biokatalyse und Biotransformation. Jeder
Teilnehmer bekommt die Gelegenheit, über ein spezielles Thema zu berichten. Zur
Vorbereitung wird initiierende Literatur zur Verfügung gestellt. Evolutive Methoden des
Katalysatordesigns, aber auch besondere Reaktionsklassen können z.B. Themen sein.
Das Praktikum führt in grundlegende Techniken und Methoden der Biokatalyse ein. Die
Enzymimmobilisierung und der Betrieb von Festbett- und Fließbettreaktor stehen auf dem
Programm. Die titrimetrische Analyse der Hydrolyse eines Aminosäureesters zur
Racematenspaltung ist eine elegante Methode zur Verfolgung der Reaktion sowohl im
einphasigen als auch im zweiphasigen Reaktionssystem. Als Reaktion mit
Coenzymregenerierung wird die Phosphorylierung von Glycerin unter parallelem Verbrauch
von Phosphoenolpyruvat durchgeführt.