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und umweltschonende Abtrennung von L-Tryptophan und L-Phenylalanin aus einemHydrolysegemisch ermöglichen.

Kostenrechnung und Ökobilanz

Im Sinne der Leitidee des integriertenUmweltschutzes wird die Fragestellung aufden Themenkomplex fokussiert. Zum einenauf den Vergleich der ökonomischen und öko-logischen Effekte der Aminosäureprodukti-on mittels enzymatischer bzw. saurer Hydro-lyse. Parallel findet ein Vergleich des „nach-haltigsten“ Rohstoffeinsatzes innerhalb derjeweiligen Prozesse statt.

Aus methodischer Sicht ist dazu einemodulare Aufspaltung und Unterscheidungder Prozesse hinsichtlich der hypothetischkonkurrierenden Verfahren saurer Hydrolyseauf der einen und enzymatischer Hydrolyse aufder anderen Seite sinnvoll. Ökologisch wirdeine „cradle-to-the-gate“-Abgrenzung vorge-nommen. (s. Abb. 3).

Entsprechend den Vorstellungen desKMU-Partners werden dabei zunächst nurAminosäuren berücksichtigt, die sowohl einehohe Marktchance haben als auch in das Pro-duktionsprogramm der Unternehmung inte-grierbar sind. Wegen des durch die Parallel-forschung der Projektpartner bedingten un-terschiedlichen zeitlichen Anfalls von Datenwerden die Module sukzessive mit Lebengefüllt. Derzeitiger Schwerpunkt sind aufAnalysedaten basierende Berechnungen zudem ersten Hydrolyseschritt. Aufgrund derlow-scale bedingten Datenunsicherheiten wer-den alternative Szenarien berücksichtigt undAbschätzungen über die ökonomische Trag-fähigkeit hinsichtlich der folgenden Prozess-schritte vorgenommen. Hier zeigt sich, dassvor allem in der höheren Qualität der Kop-pelprodukte der enzymatischen Hydrolyse,Ertragspotenziale liegen, die das der saurenHydrolyse um ein Vielfaches übersteigen.Letztlich wird dadurch die Rentabilität derenzymatischen Hydrolyse stark erhöht unddie Vorteilhaftigkeit gegenüber der saurenHydrolyse steigt.

Hinsichtlich der ökobilanziellen Analyseist aufgrund der Vielzahl umweltbedingterWirkungsketten die Generierung eindimen-sionaler Aussagekategorien nicht mehr mög-lich. Es zeigt sich, dass der Beitrag der land-wirtschaftlichen Rohstoffproduktion einenerheblichen Anteil auf die ökologische Ge-samtbewertung der Verfahren hat. Aufgrunddes hohen Bedarfs bei der sauren Hydrolysean Salzsäure und Natronlauge auf der Input-seite (jeweils über 10% der Masseanteile)zeigt sich, dass bei der Berücksichtigung derökologischen Wirkungen der Produktion die-ser Güter die saure Hydrolyse sich in vielenWirkungskategorien relativ zur enzymati-schen Hydrolyse als ungünstiger erweist. Diegrößte Hypothek der sauren Hydrolyse sind

jedoch die Salzfrachten: rechnerisch ergebensich hier auf Basis der Produktion einer Ton-ne Zielaminofraktion (Phe,Ile,Leu,Tyr) unal-loziierte Salzfrachten in Höhe von rund vierTonnen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dassmit der enzymatischen Hydrolyse ein wirt-schaftlich konkurrenzfähiges und umwelt-schonendes Verfahren zur Verfügung steht.Der besondere Vorteil gegenüber herkömm-lichen Verfahren wie der sauren Hydrolyseliegt in den äußerst geringen Salzfrachten. Dieselektive Auftrennung mit Zeolithen ist we-sentlich schneller und energiesparender alsdie herkömmlichen Verfahren wie Chroma-tographie und Umkristallisation. Durch dieständige Betrachtung der ökologischen undökonomischen Faktoren können Fehlent-wicklungen schon früh vermieden werden.Durch die Verknüpfung von Prozessentwick-lung, Ökologie und Ökonomie wird der Ge-danke des „Sustainable Development“ in dieTat umgesetzt.

Literaturangabe

1. Vioque J.a, Vioque R.S.a, Clemente A.aPedrocheJ.a, Millan F.a, Bautista J.b ,(1999) Production andCharacterization of extensive Rapeseed ProteinHydrolysate, J. Amercian Oil Chemists Society Vol. 76No. 7 : 819-823, a Instituto del la Grasa, Sevilla,Spain, b Departmento de Bioquímica, Bromatologíay Toxilogía, Facultad de Farmacia, Universidad deSevilla, Sevilla Spain2. Aaslyng M. D.a, Larsen L. M.a, Nielsen P. M.b,(1999), The influense of maturation on flavour andchemical composition of hydrolyzed soy proteinproduced by acidic an enzymatic hydrolysis, Z.Lebensm. Unters. Forsch. A., 208 : 355-361,aChemistry Department, The Royal Veterinary andAgricultural University, Frederiksberg, Denmark;bNovo Nordisk A/S, Bagsvaerd, Denmark3. Müller. U., Hübner, S., Serger, H. Tostmann, R.(2000) Integrierter Umweltschutz und Biotechnolo-

gie: Ökobilanz und Wirtschaftlichkeitsrechnung imInnovationsprozess, in: Chemie, Ingenieur, Technik,72, S. 1429 - 1438.4. Heinzle, E. (1999): Ökologische und ökonomischeBeurteilung von Produktionsprozessen in frühenEntwicklungsphasen, in: Heiden, S., Bock, A.-K.,Antranikian, G. (Hrsg.), Industrielle Nutzung vonBiokatalysatoren: ein Beitrag zur Nachhaltigkeit,Berlin, S. 103 - 114.5. Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaften(BUWAL) (1996): Ökoinventare für Verpackungen,Band II, Bern.

Korrespondenzadresse

Dipl.-Chem. Tanja KoopInstitut für Technische ChemieUniversität HannoverCallinstr. 3, 30167 HannoverTel.: 0511-762-2868, Fax: 0511-762-3004, koop@iftc.uni-hannover.de

Dipl.-Chem. Dirk KosemundInstitut für Technische Chemie, Universität Hannover,Callinstr. 3, 30167 HannoverTel.: 0511-762-2382, Fax: 0511-762-3004,kosemund@iftc.uni-hannover.de

Dipl.-Ök. Susanna HübnerAbteilung Ordnungs- und ProzesspolitikUniversität HannoverKönigsworther Platz 1, 30167 HannoverTel.: 0511-762-5873, Fax: 0511-762-2989huebner@mbox.vwl.uni-hannover.de

Dipl.-Ök. Ralf TostmannAbteilung Ordnungs- und ProzesspolitikUniversität HannoveKönigsworther Platz 1, 30167 HannoverTel.: 0511-762-8218, Fax, 0511-762-2989,tostmann@mbox.vwl.uni-hannover.de

Biokatalyse

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Biokatalyse

In dem von der Deutschen BundesstiftungUmwelt (DBU) geförderten Projekt „EXTRE-TEX“ sollen Enzyme aus extremophilenMikroorganismen für die Wollveredlungnutzbar gemacht werden. Durch rekombi-nante Expression in E. coli konnte einethermostabile Serinprotease aus Fervidob-acterium islandicum in ausreichendenMengen zur eingehenden Charakterisie-rung gewonnen werden. Fervidobacteriumislandicum wächst auf keratinreichenSubstraten, was auf eine keratinolytischeAktivität dieses Enzyms schließen lässt.Zudem ergab das im Rahmen des Projek-tes durchgeführte Screening nach neuenkeratinabbauenden, thermophilen Mikro-organismen, dass es sich bei einem derIsolate um eine neue Art der GattungThermoanaerobacter handelt. ErsteVersuche der in vitro Inkubation derextrazellulären Protease aus Thermoanae-robacter keratinophilus mit Wollfasern bei80°C haben gezeigt, dass das Enzym in derLage ist, Wolle zu modifizieren. Für einethermostabile, alkaliphile Protease wurdeein biotechnologisches Verfahren zurWollmodifizierung entwickelt. Dieses ist inden Vorwäscheschritt zur Wollfärbung, wieer beim Projektpartner Tuchwerk West-mark (Mönchengladbach) durchgeführtwird, integriert. Durch die enzymkatalyti-sche Wirkung der Protease wird sowohlder Weißgrad, als auch das Filzverhaltensowie die Farbstoffaufnahme der Wollepositiv beeinflusst.

EXTRETEX – Extremozyme zur

Verbesserung von Wolleigenschaften

Carolin Gödde, Dr. Sabine Rießen, Prof. Dr.Garabed Antranikian, TU Hamburg-Harburg, Technische MikrobiologieKarin Schumacher, Dr. Elisabeth Heine, Prof.Dr. Hartwig Höcker, DWI DeutschesWollforschungsinstitut an der RWTH Aachene.V. ; Martin Hüser, Tuchwerk WestmarkGmbH

Einleitung

In den vergangenen Jahren ist es gelun-gen, Mikroorganismen aus Extrembiotopen(Abb. 1) zu isolieren. Hierzu gehören konti-nentale und submarine Vulkangebiete mitTemperaturen bis zu 110 °C, kalte Regio-nen mit Temperaturen um den Gefrier-punkt, die Tiefsee mit Drücken von meh-reren 100 bar sowie Salzseen mit Salzkon-zentrationen nahe dem Sättigungspunkt undHabitate mit sehr niedrigem (0,5) oder sehrhohem pH-Wert (11). Eine ganze Reihe die-ser meist hyperthermophilen Mikroorganis-men gehört phylogenetisch den sogenann-ten Archaeen an. Hierbei handelt es sich,neben den Bakterien und Eukaryoten, umdie dritte Domäne des Lebens.

Eine Reihe von hitzestabilen Enzymenaus diesen extremophilen Mikroorganismen(Extremozyme) sind in den letzten 5 Jahrenangereichert und näher untersucht worden.So ist die Fähigkeit hyperthermophiler Ar-

chaeen, Biopolymere wie Stärke, Hemicel-lulose, Cellulose, Pectin und Proteine abzu-bauen, weit verbreitet. An der TU Hamburg-Harburg konnten u.a. 5 hyperthermostabileProteasen archaellen Ursprungs charakteri-siert werden /1/.

Ziele des Projektes

Für den Einsatz in technischen Prozes-sen haben Extremozyme in den letzten Jah-ren bereits in verschiedenen Industriespar-ten an Bedeutung gewonnen. In dem vonder DBU geförderten Projekt „EXTRE-TEX“ sollen sie nun auch für die Wollver-edlung nutzbar gemacht werden. Ihr Vorteilim Vergleich zu Enzymen aus mesophilenMikroorganismen besteht in ihrer Stabilitätauch unter „extremen“ pH- und/oder Tem-peraturbedingungen. So ist ein Einsatz inalkalischen Wollwaschflotten oder saurenFärbebädern denkbar. Hierbei wird eineumweltschonende Alternative zum her-kömmlichen Chlor-Hercosett Verfahren an-gestrebt.

Zur Erhöhung der Farbstoff-Diffusionwird bei Wolle als textilem Substrat norma-lerweise eine Chlorierung vorgenommen /2/. Die Exocuticula der Wolle wird hierbeidurch Oxidation des Cystins mit Hypochlo-rit hydrophiliert. Der Diffusionsweg derFarbstoffmoleküle in die Faser verläuft zwi-schen den Cuticulazellen hindurch (intercel-lulare Diffusion) und über den Zellmem-brankomplex in das Faserinnere bzw. überdie Endocuticula in die Cuticula /3/. Erstdurch Zerstörung der Vernetzung innerhalbder Exocuticula wird eine schnelle Diffusi-on erreicht (evtl. auch transcellular /3/). Da-her ist das Ziel jeder Wollvorbehandlungeine Modifizierung der Faseroberfläche.

Das Chlor-Hercosett Verfahren dientaußerdem zur Filzfreiausrüstung von Wol-le. Wolltextilien neigen durch die Schuppen-struktur der Faseroberfläche bei thermischer

Abb. 1: Extrembiotope: 1: Eismeer mit Polaromonas vacuolata als Beispiel für Psychrophile; 2: blacksmoker mit Methanopyrus kandleri als Beispiel für Theromophile; 3: Schwefelquelle mit Sulfolobusacisdocaldarius als Beispiel für Acidophile; 4: Salzsee mit Haloferax volcanii als Beispiel für Halophile;5: Soda See mit Natronobacterium gregoryi als Beispiel für Alkaliphile; Quelle: www.sciam.com, Bild:Roberto Osti

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und mechanischer Beanspruchung zum Ver-filzen. Durch die der Chlorierung nachge-schalteten Applikation eines Harzes auf dieWolloberfläche wird die Filzneigung derWolle deutlich herabgesetzt. Ursächlich isthierfür die Maskierung der Schuppenkan-ten durch das Harz. Eine Filzfreiausrüstungermöglicht es, Wolltextilien waschmaschi-nenfest zu machen.

Das Chlor-Hercosett Verfahren führt al-lerdings dazu, dass die aus der Wollfaser ex-trahierbaren Stoffe als AOX (adsorbierbareorganische Halogenverbindungen) im Ab-wasser nachweisbar sind. Im Zuge der ge-änderten Umweltauflagen und des novellier-ten Abwasserabgabengesetzes [§ 3, Abs. 1,AOX als abgabenrelevanter Parameter] ste-hen die Textilveredlungsfirmen in zuneh-mendem Maße vor Entsorgungsproblemen.Hier ist es angezeigt, nach ökonomisch undökologisch vertretbaren Lösungen zu su-chen.

Die Entwicklung eines alternativen en-zymatischen Verfahrens zur Verbesserungdes Anfärbeverhaltens und zur Filzfrei-ausrüstung von Wolle im Sinne eines pro-duktionsintegrierten Umweltschutzes istZiel dieses Projektes.

Die Ergebnisse eines abgeschlossenAiF-Forschungsvorhabens des DWI zeigen,dass sich mit aus mesophilen Organismenstammenden Proteasen behandelte Wolledurch eine höhere Anfärbbarkeit auszeich-net /4/. Die Proteasebehandlung selbst führ-te zu einer Reduktion der Filzneigung derWollproben; eine Filzfreiausrüstung der Pro-ben war jedoch mit hohen Festigkeitsverlu-sten verbunden. Die Wirkung der proteoly-tischen Aktivität auf das Anfärbeverhaltenund die Filzneigung der Wolle beruht aufder Modifizierung des Zellmembrankom-plexes und der Entfernung der Endocuticulavon Wolle, wie mittels Transmissionselek-tronenmikroskopie gezeigt werden konnte.

Im vorliegenden Projekt soll nun diehohe Stabilität der Extremozyme für dieWollmodifizierung nutzbar gemacht werden.Enzymkatalysierte Reaktionen zur Modifi-zierung von Wolle sind nicht im Sekunden-bereich angesiedelt, sondern dauern meh-rere Minuten bis Stunden. Daher ist die Sta-bilität der Enzymprodukte im Sinne derEntwicklung einer ökologischen und öko-nomischen Prozessführung von größter Be-deutung. Nebeneffekt der hohen Prozess-temperatur ist die höhere Diffusionsrate unddamit verbundene Beschleunigung der Ver-fahren. Durch die Einstellung der extremenParameter entfällt gegebenenfalls die Not-wendigkeit zu einer Vorbehandlung vor derEnzymbehandlung. Auf diese Weise kanndurch die einzigartigen Eigenschaften derExtremozyme die Lücke zwischen biologi-schen und chemischen Prozessen geschlos-sen werden.

Auffinden von thermoaktiven Proteasen

Auf der Suche nach geeigneten Protea-sen aus extremophilen Bakterien, die in derLage sind, auch unter den im Wollverede-lungsprozess vorherrschenden, rauhen Be-dingungen, ihre Aktivität beizubehalten,wurden Bakterien der Ordnung Thermoto-gales auf ihre proteolytische Aktivität unter-sucht. Die Stämme dieser Ordnung sindstrikt anaerob fermentierende Organismen,welche aufgrund ihres Wachstums bei Tem-peraturen von über 70 °C zu den extremthermophilen Mikroorganismen zählen. Ei-nige Arten dieser Ordnung sind in der Lage,thermoaktive Proteasen zu synthetisieren,welche eine hohe Thermostabilität über einbreites Temperatur- und pH-Spektrum auf-zeigen. Um diese Enzyme eingehend zucharakterisieren, aber auch aufgrund ihreshohen biotechnologischen Potenzials, wer-den große Mengen gereinigter Proteine be-nötigt. Da die Kultivierung der Thermoto-gales-Stämme lediglich zu geringen Zelldich-ten führt, ist eine rekombinante Expressionder Enzyme in mesophilen Wirtsstämmenobligatorisch. Es wurden zwei Strategienverfolgt, die zur Identifizierung, Klonierungund Expression der proteasecodierendenGene aus Thermotogales führen sollten: Zumeinen wurden aus dem vollständig sequen-zierten Genom von Thermotoga maritima, ei-nem extrem thermophilen Bakterium miteinem Wachstumsoptimum von 80 °C undpH 6,5, verschiedene Regionen mit putati-ven, proteasencodierenden Genen heraus-gesucht. Eines dieser Gene, welches für eineputative Serinprotease codiert, wurde mit-tels PCR amplifiziert, in den pET15b-Vek-tor ligiert und aktiv in E. coli BL21 (DE3)pLysS exprimiert.

Des weiteren wurden, um neue pro-teasencodierende Gene zu detektieren, de-generierte Primer eingesetzt, welche an kon-servierte Regionen um die katalytisch akti-ven Aminosäuren von Serinproteasen bin-den. Mittels PCR konnte ein 600 bp langesAmplicon aus der genomischen DNA vonFervidobacterium islandicum, ebenfalls einemzu den Thermotogales zählenden, extrem ther-mophilen Stamm (Wachstumsoptima: 65 °C,pH 7,0) synthetisiert werden, welches imVergleich mit typischen Serinproteasegen-sequenzen als Teilstück einer Serinproteaseidentifziert werden konnte. Fervidobacteri-um islandicum wächst auf keratinreichen Sub-straten, was auf eine keratinolytische Akti-vität dieses Enzyms schließen lässt. Ausge-hend von diesem 600 bp langen Genstückwurde mittels inverser PCR die gesamteGensequenz (2106 bp) erhalten, mittels PCRamplifiziert und in den pET15b-Vektor li-giert. Anschließend erfolgte eine Transfor-mation von E. coli BL21. Mittels enzymati-schem Test und Aktivitätsfärbung konnte

eine deutliche Proteaseaktivität des rekom-binanten E. coli manifestiert werden (Abb.2). Auch nach einer Hitzefällung, also derInkubation des Rohextraktes bei 90 °C für10 min, konnte kein Verlust der Proteaseak-tivität festgestellt werden, was auf eine hoheThermostabilität des rekombinanten En-zyms hindeutet.

Das Protein konnte mit Hilfe einer Hy-droxylapaptit-Säule nahezu vollständig auf-gereinigt werden. Charakterisierungen desEnzyms ergaben ein Temperaturoptimumvon 80 °C und ein pH-Optimum von pH 8,0,Werte, die für einen Einsatz des Enzyms imWollwaschprozess optimal sind.

Ein zweiter Lösungsansatz beruhte aufdem Screening nach neuen keratinabbauen-den, thermophilen Mikroorganismen. ImZuge eines Screeningprogramms mit Probenaus Chile, der Azoreninsel Sao Miguel (s.Abb. 3) und Aachen wurden sieben Stäm-me angereichert und isoliert, die in der Lagewaren, mit Wolle als einziger Kohlenstoff-quelle zu wachsen. Die Keratinfaser Wollewurde durch die Inkubation mit den Mikro-organismen bei 70 °C deutlich sichtbar an-gegriffen. Die Charakterisierung der Stäm-

Abb. 2: SDS-PAGE (a) und Aktvitätsgel (b) derhitzegefällten Proteinfraktion des E. coli BL21(DE3) pLysS mit rekombinanter Serinproteaseaus F. islandicumAktivitätsfärbung: Nach der elektrophoretischenAuftrennung der Proteine wurde das Gelzunächst in 1,5% (w/v) Azocasein, danach bei80°C und pH 8 inkubiert. Nach Färben undEntfärben des Gels zeigen Klärungszonen,welche auf einen Abbau des Azocaseinshindeuten, Bereiche proteolytischer Aktivität an.

Abb. 3: Thermalquelle in Furnas auf derAzoreninsel Sao Miguel, Portugal.

Biokatalyse

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Biokatalyse

me zeigte, dass es sich bei einem der Isolateum eine neue Art der Gattung Thermoanae-robacter handelt. Aufgrund der erstmalig be-schriebenen keratinabbauenden Eigen-schaft der Gattung wurde der Stamm alsThermoanaerobacter keratinophilus sp. nov.bezeichnet. T. keratinophilus ist ein stäbchen-förmiges, anaerobes, thermophiles Bakteri-um mit der Eigenschaft, coccoide Zellstadi-en auszubilden (s. Abb. 4). Der Stammwächst optimal bei 70 °C und pH 7,0.

Durch Untersuchung der intra- und ex-trazellulären Enzymfraktionen aus T. kerati-nophilus konnte gezeigt werden, dass dieextrazelluläre Protease für die Hydrolyse derkeratinhaltigen Substrate verantwortlich ist.Das Enzym ist optimal aktiv bei 85 °C undpH 8,0.

Erste Versuche der in vitro-Inkubationder extrazellulären Protease aus T. keratino-philus mit Wollfasern bei 80°C haben gezeigt,dass durch Variation der Enzymmenge undder Inkubationsdauer die enzymatischeModifikation der Wolle gesteuert werdenkann (s. Abb. 5). Das Enzym erscheint sehrvielversprechend für den Einsatz der enzy-matischen Veredlung von Wolle.

Einsatz einer Protease imsemi-industriellen Maßstab

Im Rahmen des vorliegenden Projekteswurden die beim Projektpartner Tuchwerk-Westmark bestehenden Nassbehandlungs-schritte als Ausgangspunkt für die Entwick-lung enzymatischer Behandlungsmethodengewählt. Für eine thermostabile, alkaliphileProtease wurde im Labor ein Verfahren ent-wickelt, bei dem die Enzym-katalysierteModifizierung der Wolle in den alkalischenVorwäscheschritt zur Färbung integriert ist(s. Abb. 6). Dieses Verfahren konnte imTuchwerk Westmark bereits im semi-indu-striellen Maßstab, d.h. in einer 40 l fassen-den Haspelkufe, erfolgreich angewandt wer-den. Das Enzym modifiziert die Wolle in derAufheizphase, wobei das Ausmaß der Mo-difizierung durch die eingesetzte Enzym-menge und/oder die Einwirkungsdauer (bei-spielsweise durch Halten der Temperaturbeim Enzymoptimum) gesteuert werdenkann. Die Denaturierung der Protease er-folgt in der Waschphase bei 90 °C. Eine ir-reversible Denaturierung der Enzyme in derWolle ist notwendig, da anderenfalls einunkontrolliertes Weiterreagieren in anschlie-ßenden Veredlungsschritten oder auch beimKunden nicht ausgeschlossen werden kann,wenn die notwendigen äußeren Bedingun-gen für die enzymatische Katalyse vorliegen.

Durch den Einsatz der Protease in derVorwäsche lässt sich sowohl die Anfärbbar-keit als auch die Bedruckbarkeit von Woll-gewebe im Vergleich zur nur vorgewasche-nen Referenz deutlich verbessern, wie in

Abb. 5: RasterelektronenmikroskopischeAufnahmen von Wollfasern, welche mit derextrazellulären Protease (spez. Aktivität 0,5 U/mg) aus Thermoanaerobacter keratinophilus bei80°C, 30 min und 1 h inkubiert wurden. DerMaßstab entspricht einer Größe von 20 µm.

Abb. 6: Typischer Färbeverlauf für Wollgewebeauf der Haspelkufe (40 l) im Tuchwerk Westmark.Die Enzymapplikation erfolgt in der alkalischenVorwäsche.

Abb. 7: oben: Faserquerschnitte nach Färbungmit Lanasol Blau 8G (2% (owf)); 1h); unten: InkJet Druck mit Säurefarbstoffen; links: mitProtease behandeltes Gewebe; rechts: vorgewa-schenes Referenzgewebe

Abb. 4: Lichtmikroskopische Aufnahme vonThermoanaerobacter keratinophilus bei1000facher Vergrößerung. Der Maßstabentspricht einer Größe von 5 µm.

Abb. 7 dargestellt ist. Zudem zeigt die En-zymbehandlung einen positiven Einfluss aufden Weißgrad der Wolle und die Filznei-gung, welche signifikant herabgesetzt wird.

Ein kritischer Parameter ist die Bündel-zugfestigkeit, da die Protease nicht nur dieCuticula der Wolle sondern auch den Cor-tex und hier vor allem den Zellmembran-komplex modifiziert. Dies kann im Extrem-fall bis zur Fibrillierung der Wollfasern füh-ren. Eine Optimierung des Prozesses in Hin-blick auf maximale Effektivität bei mög-lichst geringen Festigkeitsverlusten ist da-her für das jeweils zu behandelnde Wollma-terial sehr wichtig.

Ausblick

Im weiteren Projektverlauf werden inAnlehnung an den schon für eine Proteasebeispielhaft entwickelten integrativen Be-handlungsschritt auch für die rekombinan-te Serinprotease aus Fervidobacterium islan-dicum und die extrazelluläre Protease ausThermoanaerobacter keratinophilus Behand-lungsmethoden für Wolle entwickelt undoptimiert.

Literatur

1 Klingenberg, M., Hashwa, F., Antranikian, G.(1991): Appl. Microbiol. Biotechnol 34, 715-7192 Peter, M., Rouette, H. K. (1989): Grundlagen derTextilveredlung, dfv, 13. Auflage3 Leeder, J.D. et al. (1985): 7th Int. Wool Text. Res.

Conf., Tokyo Vol. V, 994 DWI, Aachen (1997), Abschlussberricht des AiF-

Forschungsvorhabens „Entwicklung eines enzymati-schen Verfahrens zur Druckvorbehandlung und

Filzfreiausrüstung von Wolle“ (AiF 9703)

Korrespondenzadressen

Dr. Elisabeth Heine, Karin Schumacher,Prof. H. HöckerDWI: Deutsches Wollforschungsinstitut an der RWTHAachen e.V.Veltman-Platz 852062 Aachen

Dr. Sabine Riessen, Carolin Gödde,Prof. G. AntranikianTU Hamburg-HarburgTechnische MikrobiologieKasernenstr. 1221073 Hamburg

Martin HüserTuchwerk Westmark GmbHKrefelder Str. 281D-41066 MönchengladbachTel: +49 2161/6895-0Fax: +49 2161/689570e-mail: tuchwerk_westmark@t-online.de

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Forschungsziel des Projekts „Der Einsatzthermophiler Mikroorganismen zurproduktionsintegrierten Reinigungfetthaltiger Abwässer in der Lebensmittel-industrie“ ist die Entwicklung technischnutzbarer Verfahren zur Reinigung fett-, öl-und wachshaltiger Abwässer der Lebens-mittelindustrie.Hierzu werden in einem ersten SchrittAbwasseranfall und -belastung verschiede-ner Betriebe der Lebensmittelindustrieanalysiert. Anhand der Analysedaten undmittels Abbaubarkeitsuntersuchungen imLabormaßstab wird entschieden, welcheVerfahrensvariante zu bevorzugen ist.Es stehen zwei grundsätzlich unterschiedli-che Verfahren zur Verfügung: zum einenein aerobes Verfahren mit dem fettabbau-enden, thermophilen Organismus B.thermoleovorans IHI-91, sowie zumanderen ein anaerobes Verfahren unterEinsatz eines Biogas-Turmreaktors.Während sich das erste, aerobe Verfahrenfür niedrig belastete Abwasserströmeeignet und diese durch Verwendung vonUltrafiltrationsmembranen bis zur Weiter-verwendbarkeit aufreinigt, bietet sich daszweite, anaerobe Verfahren für hochbela-stete Ströme an. Wie bei allen anaerobenVerfahren bleibt eine höhere Restkontami-nation im Abwasser. Dafür wird energe-tisch verwertbares Biogas gewonnen.Nach Feststellung der grundsätzlichenAbbaubarkeit eines Abwassers durch einesdieser Verfahren, können weitergehendeUntersuchungen insbesondere auch zumScale up in den technischen Maßstabdurch mobile Pilotanlagen direkt auf demWerksgelände durchgeführt werden.

Thermophile Mikroorganismen für die

Reinigung fetthaltiger Abwässer

Dipl.-Ing. Ingo Reimann, Prof. Dr.-Ing.Herbert MärklTechnische Universität Hamburg-Harburg,Bioprozess- und Bioverfahrenstechnik

Problematik der Fette in der Abwassertechnik

Fetthaltige Abwässer fallen in großenMengen in der Öl- und Fettherstellung, -veredelung und –verarbeitung sowie imGastronomiebereich an und müssen einerBehandlung zugeführt werden. Sie stellenfür die Abwassertechnik ein ungelöstes Pro-blem dar, da Fette nur schlecht bioverfüg-bar sind und durch mesophile biologischeVerfahren nur eine unzureichende Abbau-leistung erreicht werden kann.

Fette und Öle können in dreierlei Formim Abwasser vorliegen: direkt abscheidbar,gelöst und emulgiert. Im direkt abscheidba-ren Zustand liegt das Fett in Form grobdi-sperser Partikel oder Tröpfchen vor. Physi-kalische Verfahren zur Fettelimination sto-ßen an ihre Grenzen, wenn stabile Emul-sionen, wie etwa durch den Einsatz von Ten-siden in Waschprozessen, entstehen. DerEinsatz von Flockungshilfsmitteln sowieandere Verfahren der Emulsionsspaltungsind nicht immer durchführbar bzw. durchden Anfall schwer zu entsorgender Schläm-me äußerst fragwürdig. Eine effiziente Fett-elimination wird durch die insbesondere imLebensmittelbereich aufgrund der diskon-tinuierlichen Betriebsweise auftretendenStoßbelastungen zusätzlich erschwert.

Abwasser einleitende Betriebe haben fürdie Schadstoffbelastung, beispielsweisedurch nicht abscheidbare Fette, Abwasser-gebühren zu entrichten. Der zu zahlendeAbwassertarif richtet sich nach dem Grad derVerschmutzung, der z.B. als chemischer Sau-erstoffbedarf (CSB) gemessen angegebenwird. Der CSB von Fetten und ihren Ab-bauprodukten ist sehr hoch, so dass schoneine geringe Fettkonzentration im Abwas-ser eines Betriebes für einen hohen Abwas-serpreis sorgt und den Bau einer eigenen

Abwasserbehandlung unabhängig von derWassereinsparung durch Kreislaufführungwirtschaftlich machen kann.

Für die biologische Umsetzung organi-scher Schmutzkomponenten in Abwässerngibt es die Möglichkeit der aeroben und deranaeroben Behandlung. Dabei liegen dieInvestitionskosten für ein aerobes Bele-bungsverfahren in der Regel deutlich gün-stiger als für den Bau eines Anaerobreaktors.Hingegen übersteigen die Betriebskostenfür Sauerstoffeintrag und Schlammbeseiti-gung des aeroben Verfahrens die für Heizungund ggf. Rühren des Anaerobreaktors deut-lich.

Während bei einem aeroben Hochlast-verfahren ca. 50 % des dem Reaktor zuge-führten organischen Kohlenstoffs zu Biomas-se umgesetzt wird, beträgt die Bildung vonÜberschussschlamm bei der anaeroben Ver-gärung nur 5 % bei gleichzeitiger Bildungdes Energieträgers Biogas.

Bei zu gering konzentrierten Abwässernwürde in einem Anaerobreaktor hierdurchnicht genügend Biomasse nachwachsen. Inder Praxis muss zur Behandlung hochbela-steter Ströme daher zunächst ein anaerobesVerfahren für eine deutliche Reduktion desim Abwasser enthaltenden organischen Koh-lenstoffs sorgen, während nachgeschaltete

Abb. 1: Schema des Biogas-Turmreaktors

Abb. 2: Mobile Biogas-Turmreaktor-Pilotanlage

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aerobe Verfahren die Einhaltung von Ein-leitergrenzwerten sicherstellen.

Fettbelastungen im Abwasser störendabei oftmals die standardmäßig verwende-ten biologischen Verfahren. Fette könnenz.B. in der konventionellen Anaerobtechnikzu erheblichen Betriebsstörungen führen. Soist bekannt, dass langkettige Fettsäuren, dieprimären Spaltprodukte der Fette, bereits ingeringen Konzentrationen zu einer deutli-chen Hemmung des Biogasprozesses führenkönnen (Angelidaki und Ahring 1992, Ha-naki et al. 1981).

Erste Lösungsansätze für eine Umge-hung der Hemmung anaerober Prozesse zurReinigung fetthaltiger Abwässer sind derEinsatz einer zweistufigen Prozessführung(Komatsu et al. 1991), die Biomassen-Rezir-kulation zur Anreicherung der anaeroben,

fettsäureabbauenden Mikroorganismen(Hwu et al. 1997) oder die Zugabe von diva-lenten Kationen zur Fällung der Fettsäuren(Angelidaki et al. 1990).

Bei aeroben Prozessen kommt es auf-grund der Fette in der Regel zu einer Be-einträchtigung des Sauerstofftransportes ausder Gasphase in die Belebtschlammflocke(Grulois et al. 1993). Jäger et al. (1994) fan-den, dass der mögliche Sauerstoffeintrag ineiner kommunalen Kläranlage aufgrund star-ker Fettbelastungen um bis zu 50 % redu-ziert wurde. Weiterhin wurde festgestellt,dass die Anwesenheit von Fetten und an-deren hydrophoben Stoffen das Vorkommender Actinomyceten wie z. B. Nocardia ama-rae fördert und damit die Bildung von Bläh-schlamm im Belebungsbecken hervorrufenkann (Lemmer und Baumann 1988).

Vorteile einer thermophilenProzessführung

Eine thermophile Prozessführung führtzur Ausnutzung einer Reihe positiver che-misch-physikalischer Effekte. Oberhalb desSchmelzpunktes der Fette, d.h. wenn dasFett in flüssigem Zustand vorliegt, steht fürdie biologische Aktivität der Zellen bzw. fürdie katalytische Aktivität der benötigtenEnzyme eine größere Stoffaustauschflächezur Verfügung. Höhere Diffusionskoeffizi-enten z.B. von Fettsäuren in Wasser (Yawset al. 1995), niedrigere Viskositäten sowie diegesteigerte Wasserlöslichkeit von Fettenund Fettsäuren (Thomas 1987) mit zuneh-mender Temperatur bewirken insgesamtdeutlich verbesserte Bedingungen für denStofftransport und erlauben somit hoheUmsatzraten.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist dieHygiene: Da die Anreicherung pathogenerOrganismen bei Temperaturen über 60°Causgeschlossen ist, ist ein Einsatz auch insensiblen Bereichen der Lebensmittelindu-strie und des Gaststättengewerbes denkbar.Die automatisch erfolgende Teil-Hygieni-sierung erleichtert zudem eine möglicheWeiterverwertung des anfallenden Über-schussschlammes. Die oft befürchteten ne-gativen Auswirkungen einer niedrigerenSauerstofflöslichkeit in Wasser auf den Sau-erstofftransport können aufgrund einer deut-lichen Verbesserung der Stoffübergangsko-effizienten im gleichen Temperaturintervallausgeglichen werden (Becker 1999).

Schließlich muss die Wahl der höherenProzesstemperatur energetisch kein Nach-teil sein, da viele industrielle Teilströmebereits heiß anfallen.

Gegenstand des Forschungsvorhabensist daher die Entwicklung leistungsstarkerVerfahren zum Fettabbau unter Einsatz vonneuisolierten, thermophilen Mikroorganis-men sowie Mikroorganismenkonsortien.

Techniken der Abwasserbehandlung imRahmen des Projektes

A.Anaerobe Behandlung imBiogas-Turmreaktor (Pilotmaßstab)

Problematisch bei der anaeroben Behand-lung von Abwässern ist der Rückhalt dernur langsam wachsenden Biomasse im Re-aktor. Durch aufsteigende Gasblasenschwimmen aus Mikroorganismen gebilde-te Flocken leicht auf und verlassen den Re-aktor. Konventionelle Upflow-Anaerobic-Sludge-Blanket (UASB)-Reaktoren könnendaher nur bis zu einer begrenzten Höhe ge-baut werden, bzw. benötigen große nach-geschaltete Sedimentationsbecken. Fürgrößere zu behandelnde Abwasservolumi-na sind daher entsprechende Grundflächenerforderlich.

Im Arbeitsbereich Biotechnologie I derTU Hamburg-Harburg wurde ein Biogasre-aktor entwickelt, der durch die Gasentnah-memöglichkeit in verschiedenen Höheneine turmartige Bauweise (s. Abb. 1) ermög-licht (Märkl und Reinhold 1994). Durch dieGasentnahmen wird der Reaktor in mehre-re Module aufgeteilt, in denen die hydrody-namischen Verhältnisse durch Steuerung desentnommen bzw. des wieder eingepresstenGasvolumens in weiten Bereichen einstell-bar sind. Durch einen nachgeschalteten, sehrkompakten, überstauten Abscheider im Ab-lauf wird hochaktive Biomasse in den Re-aktor zurückgeführt und dadurch im Reak-tor aufkonzentriert. Auf diese Weise könnenhohe spezifische Umsatzleistungen erzieltwerden.

Für die Durchführung von Vor-Ort-Ex-perimenten nach erfolgreichen Abbaubar-keitstests im Labormaßstab steht eine mo-bile Biogas-Turmreaktor-Pilotanlage mit ei-nem Kubikmeter Arbeitsvolumen (s. Abb.2) zur Verfügung, die direkt auf Industrie-geländen am Ort des Abwasseranfalls ein-gesetzt werden kann.

B.Aerobe Behandlung mit dem Bacillusthermoleovorans IHI-91 (Labormaßstab)

Für geringer belastete Abwasserströmesteht der aus einer natürlichen Quelle iso-lierte, lipaseproduzierende, thermophileMikroorganismus B. thermoleovorans IHI-91(s. Abb. 3) zur Verfügung.

Bei einer optimalen Wachstumstempe-ratur von 65°C, aeroben Bedingungen undeinem weiten pH-Bereich von 4-8 ist dieserOrganismus in der Lage, schnell verschie-dene in der Lebensmittelindustrie vorkom-mende Fette und Öle (z.B. Oliven-, Sonnen-blumen-, Soja-, Kokosnuss- und Fischöl) zumetabolisieren (Becker 1999).

Zentraler Teil einer Behandlungsanlagemit diesem Verfahren ist ein luftbegaster

Abb. 3: RasterelektronenmikroskopischeAufnahme zweier Zellen des B. thermoleovoransIHI-91

Abb. 4: 2 Liter-Folienfermenter der Fa. Bioengi-neering, Wald/CH

Biokatalyse

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Rührkesselreaktor. Im Laborbetrieb wirdhierzu ein Folienfermenter der Fa. Bioen-gineering, Wald/CH, eingesetzt (s. Abb 4).Um hydraulische Verweilzeit und Feststoff-verweilzeit im Reaktor zu entkoppeln, wirdein externes Ultrafiltrationsmodul am Reak-tor angeschlossen (s. Abb. 5). Damit ist einedeutliche Absenkung der hydraulischen Ver-weilzeit bei gleichzeitiger Zellrückhaltungzu erreichen und die Raum-Abbauleistungdeutlich zu steigern. Durch die Ultrafiltrati-on werden Mikroorganismen, Fette undAbbauprodukte zurückgehalten. Das Per-meat lässt sich durch weitere Behandlung(UV-Licht, Ozon) hygienisieren, so dass esals Brauchwasser weiterverwendet werdenund Trinkwasser einsparen helfen kann.

VersuchsergebnisseFischverarbeitende Industrie

In Zusammenarbeit mit der Fa. Preus-sag Wassertechnik GmbH, Achim, wurde dasAbwasser eines fischverarbeitenden Betriebsbehandelt. Problematisch beim der chargen-weisen Produktion waren plötzliche Bela-stungsstöße im Abwasser, die zu extremenSchwankungen der CSB-Werte um bis zuFaktor 40 und des Fettgehalts um bis zuFaktor 20 führten.

Die hohe Belastung des Abwassers leg-te ein anaerobe Behandlung nahe. Es hatsich als vorteilhaft erwiesen, dass im Char-genbetrieb an verschiedenen Stellen anfal-lende Abwasser zunächst in einem Speicher-behälter zu vermischen. Durch die Zwi-schenspeicherung wird eine Vergleichmäßi-gung des Volumenstroms und der Belastungerreicht. Noch wichtiger ist allerdings dieVerdünnung von Problemstoffen, wie z.B.hohen Salzfrachten.

In Abb. 6 ist ein Ergebnis eines Vorver-suchs der mesophilen Vergärung eines beimAuftauen anfallenden Abwassers mit Zumi-schung eines protein-, fett- aber auch salzhal-tigen Konzentrats zu sehen. In einem Glas-fermenter mit einem Liter Arbeitsvolumenwurde zunächst das Auftauwasser mit einemCSB von 10.500 mg l-1 im kontinuierlichenBetrieb mit einer Verweilzeit von zwei Tagenvergoren. Nach acht Tagen Adaptionszeitwurden dem Auftauwasser zehn Volumenpro-zent des Konzentrats mit einem CSB von72.000 mg l-1 zugesetzt. Der Zeitraum desZusatzes ist schraffiert gekennzeichnet. Dar-gestellt ist der prozentuale Abbau anhand desgelösten organischen Kohlenstoffs DOC (Dis-solved Organic Carbon) und des CSB. Es istzu erkennen, wie innerhalb von sechs Tagender Abbau zusammenbricht und sich nachAbsetzen des Zusatzes und Erhöhung derVerweilzeit auf drei Tage (hier nicht darge-stellt) nicht mehr erholt. Eine Charge mithohem Salzgehalt kann also einen Anaerob-reaktor nahezu irreversibel schädigen.

Die mobile Biogas-Turmreaktor-Pilotan-lage wurde mit einem Mischabwasser auseinem zentralen Siel beaufschlagt. Durchdiskontinuierliche Entnahme aus dem Sielwurde versucht, unterschiedlichen Abwas-servolumenströmen im Laufe eines TagesRechnung zu tragen.

Das von der Anlage behandelte Misch-abwasser hatte einen mittleren CSB von12.000 mg l-1. Bei einer mittleren hydrauli-schen Verweilzeit im Reaktor von 3,2 d wur-de beim Betrieb bei einer Temperatur von

44-49°C ein CSB-Abbaugrad von 85 % er-reicht. Aus Zulauf und Verweilzeit resultier-te eine CSB-Raumbelastung von ca. 3,8 kgm-3 d-1. Bei dieser Raumbelastung betrug diespezifische Gasproduktion 1,6 Nm3m-3

Reaktor

d-1. Der schwankende CSB im Zulauf, derrelativ konstante CSB im Ablauf und derprozentuale CSB-Abbau sind über einenAusschnitt des Versuchszeitraum in Abb. 7dargestellt. Auf Belastungsspitzen musstejeweils durch Verlängerung der Verweilzeitreagiert werden (hier nicht dargestellt).

Abb. 5: Versuchsaufbau für den kontinuierlichen Betrieb des 2 Liter-Folienfermenters mit Zellrückhal-tung durch Ultrafiltration

Biokatalyse

Abb. 6: DOC- und CSB-Abbaugrad im 1 l-Rührkessel bei anaerob mesophiler Vergärung von Auftauwas-ser aus der Fischindustrie. Der schraffierte Bereich gibt den Zusatz von 10 vol.-% eines protein-, fett-und salzhaltigen Konzentrats an.

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Bei der Bewertung der Versuchsergeb-nisse muss berücksichtigt werden, dass sichdie Anlage nur über drei Monate im Nor-malbetrieb befand. Für anaerobe Behand-lungsverfahren ist dies eine sehr kurze Zeit,da die Biomasse nur sehr langsam wächst,so dass entsprechende Adaptionszeiten er-forderlich sind. Es ist damit zu rechnen, dasseine technische Anlage im Langzeitbetriebeine höhere Belastbarkeit aufweist, da sichadaptierte Biomasse anreichern wird.

Saucenproduktion

Das Abwasser eines Saucen herstellen-den Betriebs weist einen durchschnittlichenCSB von 4.000 mg l-1 und Fettgehalt von 600mg l-1 auf. Es wurde mit dem aeroben Mi-kroorganismus B. thermoleovorans IHI-91 im2 l-Rührkesselreaktor behandelt. Zunächstwurde dieser Reaktor kontinuierlich ohneZellrückhaltung betrieben. Die hydraulischeVerweilzeit wurde in Stufen von zunächst 30h auf 7 h abgesenkt. In Abb. 8 ist zu erken-nen, dass der CSB im Reaktor bis zum 16.Betriebstag zwischen 1.000 und 2.000 mg l-1

schwankt. Da zunächst keine Zellrückhal-tung verwendet wurde, entspricht hier derCSB des Reaktorinhalts dem des Ablaufs.Am 16. Tag wurde ein Ultrafiltrationsmodulmit 150 kDa Trenngrenze eingesetzt. Diehydraulische Verweilzeit wurde gleichzeitigauf 10 h erhöht. Sie konnte dann im weite-ren Verlauf nur noch auf minimal 8 h abge-

senkt werden, da nicht genügend Flüssig-keit über das Membranmodul mit 95 cm2

Fläche abfiltriert werden konnte. Es ist eindeutlicher Anstieg des CSB im Reaktor aufWerte um 4.500 mg l-1 zu erkennen, d.h. eineleichte Aufkonzentration durch den Filtra-tionseffekt des Moduls. Hingegen weist dasPermeat ständig einen CSB von unter 1.000mg l-1 im Mittel bei 450 mg l-1 auf.

Eine Reinigung des Abwasser ist also mitaeroben Verfahren möglich.

Ein besonderes Augenmerk muss beiEinsatz der Zellrückhaltung darauf gerich-tet werden, die Reinigung nicht nur durchden Filtrationseffekt zu erreichen. Hierbeiwürde die Konzentration des Fetts und desCSB im Reaktor immer weiter ansteigen.Eine in Zukunft zu entwickelnde Steuerungder Belastung des Reaktors muss erreichen,dass keine kritischen Konzentrationen anFett oder seiner Abbauprodukte erreichtwerden. Die Konzentrationen dürfen zwardurch die Filtration höher als im Zulauf sein,aber zu ermittelnde Schwellwerte nichtübersteigen.

Projektpartner

Das Projekt wird durchgeführt in Zu-sammenarbeit mit den ArbeitsbereichenBiotechnologie I (Bioprozess- und Biover-fahrenstechnik) und Biotechnologie II(Technische Biochemie) der TechnischenUniversität Hamburg-Harburg, sowie der Fa.

Rauschert Verfahrenstechnik GmbH, Stein-wiesen, und der Deutschen Cargill GmbH,Hamburg. Im Rahmen der Untersuchungverschiedener Abwasserarten der Lebens-mittelindustrie wird mit weiteren Firmenaus verschiedenen Branchen wie z.B. derFischindustrie, Fleischverarbeitung, Groß-küchen, und Schnellgerichtsherstellung ko-operiert.

Literaturangaben:

Angelidaki, I., Ahring, B.K. (1992): Effects of freelong-chain fatty acids on thermophilic anaerobicdigestion. Appl. Microbiol. Biotechnol. 37: 808-812

Angelidaki, I., Petersen, S.P., Ahring, B.K. (1990):Effects of Lipids on thermophilic anaerobic digestionand reduction of lipid inhibition upon addition ofbentonite. Appl. Micobiol. Biotechnol. 33: 469-472

Becker, P. (1999): Der biologische Abbau vonFetten durch aerobe, thermophile Bakterien:Untersuchungen zur Kinetik und zum Einsatz in derAbwassertechnik, Dissertation, TU Hamburg-

HarburgGrulois, P., Alric, G., Brochon, J.P., Bridoux, G.,Manem, J. (1993): L’elimination des graisses partraitement biologique aérobie. Tech. Sci. Methodes,

May 1993: 247-251Hanaki, K., Matsuo, T., Nagase, M. (1981):Mechanism of inhibition caused by long-chain fattyacids in anaerobic digestion process. Biotechnol

Bioeng 23:1591-1610Hwu, C.-S., van Beek, B., van Lier, J.B. Lettinga, G.(1997): Thermophilic high-rate anaerobic treatmentof wastewater containing long-chain fatty acids:effect of washed out biomass recirculation.Biotechnol. Letters 19(5): 453-456

Jaeger, K.E., Ransac, S., Dijkstra, B., Colson, C.Heuvel, M., Misset, O. (1994): Bacterial Lipases.FEMS Microbiol. Reviews 15, 29-63Komatsu, T., Hanaki, K., Matsuo, T. (1991):Prevention of lipid inhibition in anaerobic processesby introducing a two-phase system. Wat. Sci. Tech.

23, 1180-1200Lemmer, H., Baumann, M. (1988): Scum actino-mycetes in sewage treatment plant –Part 2. Theeffect of hydrophobic substrate. Wat. Res. 22(6):

761-763Märkl, H., Reinhold, G. (1994): Biogas-Turmreaktorein neues Konzept in der anaeroben Abwassereini-gung, Chem.-Ing.-Tech. 66: 534-536

Thomas, A. (1987): Fats and fatty oils. In: Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry, VCH Verlag

Yaws, C.L., Nijhawan, S., Li, K.Y. (1995): Diffusioncoefficient in water. In: Handbook of Transport

Property Data, Gulf Publishing Company

Korrespondenzadresse:

Dipl.-Ing. Ingo Reimann,Prof.Dr.-Ing. Herbert MärklDenickestr. 1521073 HamburgTel. (0 40) 4 28 78 – 32 17Fax. (0 40) 4 28 78 –29 09eMail: Reimann@tuhh.de, Maerkl@tuhh.dewww.tu-harburg.de/bt1

Abb. 7: CSB im Zu- undAblauf sowie CSB-Abbaugrad der Biogas-Turmreaktor-Pilotanlage

Abb. 8: CSB in Zulauf,Reaktor, Permeat undVerweilzeit bei deraerobthermophilenBehandlung vonAbwässern der Saucenin-dustrie

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