Abtrennung von Butanol aus wässrigen Lösungen durch Vakuum-Membran-Destillation

Bei der biotechnologischen Herstellung von Butanol mittels Aceton-Butanol-Ethanol (ABE)-Fermentation ist die Produktinhibierung der Mikroorganismen
ein großes Problem. Um dieser Inhibierung entgegenzuwirken, ist eine Online-Butanolabtrennung erstrebenswert. Eine attraktive Möglichkeit ist die
Produktabtrennung mittels Vakuum-Membran-Destillation. Bei den praktischen Versuchen wurden kapillare sowie tubulare Polypropylen-Membranen
mit 2 µm Porengröße verwendet. Konzentrationen von Butanol in wässriger Lösung, Re-Zahl im Modul und aufgebrachtes Vakuum wurden während der
Experimente variiert. Die Parameter wurden so eingestellt, dass sie den zu erwartenden Werten bei der Online-Anwendung entsprechen. Die Butanolkonzentration im Feed wurde im Bereich von 0,5 bis 1,5Gew.-% variiert und das aufgebrachte Vakuum auf 25 bzw. 50 mbar eingestellt. Die Feedtemperatur von 35 °C wurde konstant gehalten. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die untersuchten Membranen Butanol selektiv aus wässriger Lösung abtrennen können. Der höchste transmembrane Fluss konnte für das kapillare Modul bei einer Konzentration von 1Gew.-% und 25 mbar von 4324g/m²h beobachtet werden. Eine Erhöhung des Vakuums auf der Permeatseite sowie ein Anstieg der Konzentration im Feed resultiert in erhöhten transmembranen Flüssen, jedoch führt dies zu unterschiedlichen selektiven Eigenschaften.