TU Berlin

Fachgebiet VerfahrenstechnikM.Sc. Philipp Waldherr

Ein rotes Dreieck, darunter drei orangen senkrechten Balken als Symbol für Fakultät 3. Das Symbol befindet sich innerhalb  des kreisförmigen Schriftzuges: Prozesswissenschaften.

Inhalt des Dokuments

zur Navigation

Philipp Waldherr, M.Sc.

Lupe

Email


Lehre
Physikalische Chemie

Arbeitsgebiet
Experimentelle und CFD-numerische Untersuchungen zur mechanischen Beanspruchung filamentös wachsender Mikroorganismen in Rührkesseln

Bachelor-/Masterarbeiten

Aktuelle Ausschreibungen von Bachelor-/Masterarbeiten sind hier zu finden.

Motivation

Filamentös wachsende Mikroorganismen werden industriell bereits vielfältig eingesetzt, um Produkte beispielsweise für die Lebensmittel-, Pharma- oder Konsumgüterindustrie (Zitronensäure, Antibiotika, Enzyme für Waschmittel) herzustellen. Durch die hohe Komplexität biotechnologischer Prozesse besteht weiterhin großes Potential die Produktausbeute und Verfahrenseffizienz zu steigern.

Kultivierungen werden meist im Rührkessel durchgeführt. Eine wichtige Einflussgröße ist die mechanische Belastung durch den Rührer, da die Mikroorganismen durch Scher- und Dehnkräfte geschädigt werden können. Ziele der Arbeit sind u.a. Rührer hinsichtlich ihrer Scherbeanspruchung zu charakterisieren und scherarme Rührer zu entwickeln.

CFD-numerische Arbeiten

Bisherige Untersuchungen legen nahe, dass die Scherbeanspruchung eines Rührers eine Kombination aus der maximalen Belastung und der Häufigkeit des Erfahrens hoher Be­lastungen ist. Die Beurteilung dieser Beanspru­chungshistorie erfolgt numerisch anhand von Partikelbahnen masseloser Parcels nach der Particle-Tracking-Methode. Die von einem Parcel durchlaufenen lokalen Scherraten können dabei aufgenommen werden (vgl. Abb. 1a). Die Darstellung der Verweilzeit bei bestimmter Scherrate über dem dazugehörigen Scherratenwert (Abb. 1b) zeigt eine deutlich höhere Scherbeanspruchung durch den Wellenbandrührer im Vergleich zum Scheiben­rührer.

Abbildung 1 Partikelbahnen und durchlaufene lokale Scherraten für einen Wellenbandrührer (a) und Vergleich der Verweilzeit bei lokaler Scherrate für einen Wellenbandrührer WBI und einen Scheibenrührer SC (b)
Lupe

Experimentelle Arbeiten

Exemplarisch werden die Untersuchungen am filamentös wachsenden Pilz Aspergillus niger durchgeführt, dessen Wachstumsform (Morphologie) gezielt eingestellt werden kann. Ob kugelförmige Pellets oder myzeliges Wachstum (vgl. Abb. 2) vorliegt, wird durch die Osmolalität des Kultivierungsmediums eingestellt. Untersucht wird der Einfluss der mechanischen Belastung auf die Produktivität der Mikroorganismen.

Abbildung 2 Aspergillus niger mit pelletförmiger (l) und myzeliger Morphologie (r)
Lupe

Navigation

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe