Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)

Kontinuierliche anulare Elektrochromatographie (CAEC)

Ansprechpartner

René Laskowski

Kooperationspartner

  • TU Dortmund
  • TU Graz
  • TU Eindhoven
  • Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH
  • Microinnova Engineering GmbH
  • Novartis GmbH
  • Galilaeus Oy

 

 

 

Zusammenfassung

Chromatographische Trennverfahren besitzen im Bereich der Pharmazie und der Biotechnologie ein hohes Maß an Bedeutung. Dies liegt vor allem an der sehr produktschonenden Art der Trennung und der Möglichkeit, auch sehr schwierige Trennprozesse durchführen zu können. Um die Trenneffizienz der Chromatographie zu steigern kann sie mit weiteren Trennmechanismen wie der Elektrophorese kombiniert werden. Diese so genannte Kapillarelektrochromatographie (CEC) findet in der Analytik bereits ein breites Anwendungsfeld. An der Technischen Universität Kaiserslautern, in Zusammenarbeit mit einem Konsortium aus verschiedenen Universitäten und Industriepartnern, laufen derzeit Bemühungen das Prinzip der anularen Ringspaltchromatographie mit axialer Trennung auf die Elektrochromatographie zu übertragen und somit auch als preparative Anwendung zu etablieren. Das Konsortium setzt sich aus unterschiedlichen Spezialgebieten und Schwerpunkten zusammen. Nach Abschluss des Entwicklungsprozesses können mit diesem preparativen Trennverfahren in Zukunft hochwertige pharmazeutische Produkte mit einer hohen Wertschöpfung kontinuierlich aufgetrennt werden. Ein nicht zu vernachlässigender Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch die freiwerdende Wärme innerhalb des Ringspaltes, welche sogar zu einem Verdampfen des Elektrolyten führen kann. Da diese freiwerdende Wärme von der Leitfähigkeit des Elektrolytsystems und somit auch von der Geometrie abhängt, unterliegt die Apparategröße einer Limitierung. Es wird sich somit bei der finalen Anlage um einen Miniapparat handeln. Die hier freiwerdende Wärme wird über einen speziell entwickelten Wärmeübertrager abgeführt. Durch die anulare Bauweise ist es möglich mehrere Feedströme versetzt in die Einlassstruktur zu speisen, um auf diesem Weg die Produktionsmenge trotz kleiner Baugröße zu erhöhen. Um die Entwicklung der entstehenden Wärme und deren Einfluss auf die hydrodynamischen Eigenschaften zu überprüfen, wurde eine planare Testapparatur vom „Institut für Mikrotechnologie Mainz“ gefertigt. Diese Apparatur entspricht in seinem Aufbau dem anularen Design. Anstatt zweier Zylinder sind hier zwei Glasplatten aneinander gefügt. Zwischen diesen Platten wird von einem weiteren Projektpartner, dem Institut für Prozess- und Partikeltechnik der Technischen Universität Graz, die stationäre Phase als Monolith gefüllt. Mit diesem Testaufbau konnten die wichtigsten Parameter wie der Volumenstrom, die freiwerdende Wärme und die Funktion des beweglichen Feedes erfolgreich getestet werden.

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