Die Flotation innerhalb wässriger Zweiphasen-Systeme (aqueous two-phase flotation, ATPF) ermöglicht industrielle Enzyme aus einer komplexen Biosuspension abzutrennen und zu reinigen. Durch die Kombination der Extraktion mit der Flotation können Verfahrensschritte gespart und dadurch die Effizienz bei der Enzymaufbereitung gesteigert werden.

Die kontinuierliche ATPF konnte 2021 erstmalig erfolgreich angewandt werden um Enzyme aus einer Biosuspension kontinuierlich abzutrennen und aufzukonzentrieren (Jakob, 2021; DOI: 10.1016/j.seppur.2021.119657). Der kontinuierliche Betrieb eines 3D-gedruckten Flotationsbeckens erlaubt eine deutliche Durchsatzsteigerung im Vergleich zum Batchbetrieb.

Ziel dieser Masterarbeit ist es das Flotationsbecken zu automatisieren. Dazu ist es zunächst notwendig online-Messtechnik zu integrieren um so einen regelbaren Prozess zu ermöglichen. Neben der Etablierung eines kontinuierlichen colorimetrischen Enzymassays zur Ermittlung der Enzymaktivität sollen Leitfähigkeitsmessungen installiert werden um eine optimale Regelung des Gaseintrags zu ermöglichen. Anschließend müssen sowohl die Messsensoren als auch die Pumpen (Förderung der wässrigen Phasen) und Massendurchflussregler (Eintrag von Gasblasen) in ein Prozessleitsystem integriert werden. Ist dies erfolgt, sind Versuche mit unterschiedlichen Prozessparametern möglich um das dynamische Verhalten der kontinuierlichen ATPF zu charakterisieren.

Die Masterarbeit beschäftigt sich mit Fragestellungen eines mehrjährigen Forschungsprojekts. Es besteht die Möglichkeit die Forschungen in einer anschließenden Promotion weiterzuführen.