DE19716372A1 - Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel - Google Patents
Verwendung von Aerogelen als AdsorptionsmittelInfo
- Publication number
- DE19716372A1 DE19716372A1 DE1997116372 DE19716372A DE19716372A1 DE 19716372 A1 DE19716372 A1 DE 19716372A1 DE 1997116372 DE1997116372 DE 1997116372 DE 19716372 A DE19716372 A DE 19716372A DE 19716372 A1 DE19716372 A1 DE 19716372A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aerogels
- adsorption
- liquids
- gases
- adsorbents
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel,
Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen, sowie Verfahren zur
Isolierung von organischen Verbindungen aus Flüssigkeiten.
Zur Reinigung von Gasen und Flüssigkeiten wie auch zur Stofftrennung wird
eine Vielzahl von Adsorptionsmitteln eingesetzt, die aus einem Flüssigkeits-
oder Gasgemisch einzelne Verbindungen oder Gruppen von Verbindungen
adsorbieren und so eine Abtrennung ermöglichen. In der Regel werden
heterogene Adsorptionsmittel, insbesondere feste Adsorptionsmittel zur Reini
gung von Flüssigkeiten und Gasen eingesetzt. Beispiele für bekannte Adsorp
tionsmittel sind Aktivkohle und polymere Adsorptionsmittel.
Mit Aktivkohle können eine Vielzahl von organischen und anorganischen
Verbindungen adsorbiert werden. Dabei kann die Hydrophobizität der Aktiv
kohle kaum variiert werden, um beispielsweise eine selektive Adsorption aus
einem Gemisch von Verbindungen mit unterschiedlicher Hydrophobizität zu
ermöglichen. So haben Aktivkohlen, die in der Ablufttechnik eingesetzt
werden, eine gewisse Wasseraufnahmekapazität, welche die für andere zu
adsorbierende Verbindungen zur Verfügung stehende Adsorptionskapazität
vermindert. Diese Wasseraufnahmekapazität kann nicht nur bei wasserdampf
haltigen oder wasserdampfgesättigten Abgasen nachteilig sein, sondern auch
bei wasserdampfregenerierten Aktivkohleanlagen eine wichtige Rolle spielen.
Bei der Regenerierung der Aktivkohleanlagen mit Wasserdampf muß nach
dem Dämpfen ein zeitintensiver Trocknungsschritt eingefügt werden, in dem
die feuchte Aktivkohle, meist mit Umgebungsluft, getrocknet wird. Somit ist
die Regenerierung der Aktivkohle zeit- und arbeitsaufwendig. Bei der Ver
wendung von Aktivkohle oder Aktivkoks als Adsorptionsmittel bei der
Lösemitteladsorption aus Abgasen, insbesondere in Anlagen zur Abluftreini
gung, müssen die Adsorber in inerter Atmosphäre regeneriert werden. Bei
der Adsorption und Desorption brennbarer Lösemittel kann es sonst zur
Bildung von "Hot Spots", d. h. Glimmnestern, kommen, die den Abbrand
der gesamten Adsorptionsanlage verursachen können. Deshalb wird als
Desorptionsmedium neben Wasserdampf meist Stickstoff eingesetzt. Zudem
sind oft zusätzliche Sicherheitseinrichtungen erforderlich, wie Vorrichtungen
zum gezielten Fluten der Anlage mit Löschwasser im Brandfall. Derartige
Sicherheitsvorkehrungen sind sehr kostspielig. Für bestimmte Adsorptionsauf
gaben kann Aktivkohle nicht eingesetzt werden. So können Aktivkohlen in
der Feinreinigung von pharmazeutischen Wirkstoffen und Produkten nicht
verwendet werden, da Aktivkohlen nicht unerhebliche Aschebestandteile
enthalten, die nur teilweise durch kostenintensive Verfahren, wie einen
Säureaufschluß, reduziert werden können.
Bei der Aufarbeitung von pharmakologischen Wirkstoffen wird daher bei
Anwendung von Adsorptionsverfahren als produktschonendem Verfahren mit
polymeren Adsorptionsmitteln gearbeitet. Polymere Adsorptionsmittel sind in
der Regel hochvernetzte Copolymerisate, beispielsweise auf Basis von Sty
ro/Divinylbenzol. Diese polymeren Adsorptionsmittel werden in weitem
Umfang bei der Reinigung von biologisch und chemisch hergestellten Arznei
wirkstoffen eingesetzt. Polymere Adsorptionsmittel quellen in Abhängigkeit
vom verwendeten Lösemittel unterschiedlich stark, so daß dieser gegebe
nenfalls erhöhten mechanischen Belastung bei der Dimensionierung der ent
sprechenden Apparate Rechnung getragen werden muß. Zudem sind polymere
Adsorptionsmittel teuer. Die Hydrophobizität polymerer Adsorptionsmittel ist
nur in relativ engen Grenzen einstellbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Adsorptions
mitteln, die insbesondere zur Behandlung von Abgasen, wie auch zur Reini
gung von pharmazeutischen Wirkstoffen eingesetzt werden können und die
vorstehend aufgeführten Nachteile von Aktivkohle und polymeren Adsorp
tionsmitteln vermeiden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Verwendung von Aerogelen als
Adsorptionsmittel zur Adsorption aus einer Flüssigphase gelöst. Weiterhin
werden erfindungsgemäß hydrophobe und hydrophile Aerogele, vorzugsweise
hydrophobierte Aerogele allgemein als Adsorptionsmittel eingesetzt. Ferner
werden erfindungsgemäß zur Adsorption aus einer Gasphase Adsorptionsmittel
verwendet, die Aerogele enthalten, die nicht als Gemisch mit Aktivkohle
oder Aktivtonerde vorliegen.
Aerogele, die in der Regel hochporöse Materialien aus Silicium- oder
Metalloxiden mit einer Dichte im Bereich von 70 bis 300 kg/m3, einer
Schallgeschwindigkeit von 100 bis 300 m/s und einer inneren Oberfläche
von bis zu 1000 m2/g sind, werden überwiegend als thermische Isoliermate
rialien eingesetzt, da sie sie sehr geringe Wärmeverlustaktoren aufweisen.
Als Absorptionsmittel sind Aerogele bislang nur in einem Gasadsorptions
element beschrieben, in dem sie mit Aktivkohle und/oder Aktivtonerde
gemeinsam in eine Matrix aus Papieren mit geringer Dichte, die hauptsäch
lich aus anorganischen Fasern bestehen und aufeinandergeschichtet bzw.
laminiert sind, eingebunden sind. Es werden Metallsilikat-Aerogele verwen
det, die nicht modifiziert sind, siehe DE 39 37 863 A1. Das Gasadsorptions
element wird überwiegend zum Binden von Luftfeuchtigkeit eingesetzt.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß sich Aerogele hervorragend als
Adsorptionsmittel in Gas- und Flüssigphasen einsetzen lassen.
Geeignete Aerogele sind beispielsweise in DE-A-43 16 540, DE-A-43 42 548,
DE-A-44 22 912, DE-A-44 39 217, WO 96/22942 und DE-A-195 25 021
beschrieben.
Die nach den zitierten Druckschriften hergestellten Aerogele sind hydrophob.
Durch eine Pyrolyse bei 400-600°C unter O2-Atmosphäre lassen sich daraus
hydrophile Aerogele herstellen, siehe WO 96/26890.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Aerogele weisen sehr hohe innere Ober
flächen von 100 bis 1000, insbesondere von 300 bis 700 m2/g, bestimmt
durch BET-Messungen mittels Stickstoffadsorption, auf. Das Porenvolumen
beträgt in der Regel 1,5 bis 3,5, besonders bevorzugt 2 bis 3 cm3/g. Ein
Großteil der Porenradien liegt dabei im Bereich von 1 bis 100, insbesondere
von 6 bis 9 Nanometer. Die Aerogele weisen dabei im Regelfall durch
gängige Poren auf, d. h. alle Poren sind vom Partikelrand her zugänglich.
Diese Eigenschaft ist bei Aktivkohle oder Aktivkoks nur durch einen zusätz
lichen Verfahrensschritt, die thermische Aktivierung, zu erreichen.
Die Aerogele können in jede für die Anwendung als Adsorptionsmittel
geeignete Form gebracht werden. So kann je nach Herstellung das Aerogel
in Pulverform, als Formteil, wie in Form von Strängen oder Stäbchen mit
Durchmessern von 1 bis 4 mm und Längen von 3 bis 10 mm, oder als
Granulat vorliegen. Die Aerogele können auch in Form von Tabletten oder
Pellets eingesetzt werden. Für die Adsorption in der Flüssigphase werden
vorzugsweise pulverförmige Adsorbentien eingesetzt, da aufgrund in der
Regel geringerer Stoffübergangs- und Diffusionskoeffizienten kurze Diffu
sionswege angestrebt werden. Beim Einsatz in der Gasphase, etwa zur
adsorptiven Gastrennung oder Abluftreinigung werden vorzugsweise Granula
te, Tabletten, Pellets oder Formkörper der Aerogele eingesetzt, da so
aufgrund eines hohen Lückenanteils Druckverluste gering gehalten werden
können und kaum Staubprobleme, beispielsweise durch Austrag aus einer
Adsorptionskolonne, auftreten. Die gewünschte Form der Aerogele kann
direkt im Herstellungsverfahren erreicht werden, so daß auf nachträgliche
Formgebungsprozesse verzichtet werden kann. Somit ist die Herstellung
weniger aufwendig als beispielsweise das Formen von Aktivkohle, die zuerst
gemahlen und dann in Form gepreßt werden muß.
Die Adsorptionseigenschaften der Aerogele können durch entsprechende
Oberflächenmodifikationen, die einen hydrophilen oder hydrophoben Charakter
der Aerogele bewirken, gezielt eingestellt werden. Eine Hydrophobierung
erfolgt vorzugsweise durch Silylierung der Aerogele mit Trimethylchlorsilan.
Durch Hydrophobierung kann die Wasseraufnahmekapazität der Aerogele sehr
stark vermindert werden, so daß das Wasser die Oberflächen kaum benetzen
kann. Hierdurch wird beispielsweise bei der Adsorption von wasserdampf
haltigen Abgasen die Adsorptionskapazität nicht durch Aufnahme von Wasser
reduziert. Zudem ist bei einer Wasserdampfregenerierung der Aerogele kein
zeitintensiver Trocknungsschritt erforderlich.
Bei der Lösemitteladsorption, insbesondere in Anlagen zur Abluftreinigung
kann auf zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen, wie sie beispielsweise bei
Verwendung von Aktivkohle-Adsorptionsmitteln benötigt werden, verzichtet
werden, da die Aerogele eine sehr hohe Temperaturstabilität aufweisen und
unbrennbar sind. Somit können die Aerogele sehr vorteilhaft in Anlagen zur
Abluftreinigung verwendet werden, wobei die hohen Anforderungen der TA
Luft (TA = Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft), insbesondere
in bezug auf Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit, eingehalten werden. Es
treten quasi keine Ausfallzeiten der Reinigungsanlagen aufgrund technischer
Störungen auf.
Neben der Lösemitteladsorption in Anlagen zur Abluftreinigung können die
erfindungsgemäßen Aerogele für alle bekannten Adsorptionsanwendungen
eingesetzt werden, in denen eine Adsorption aus der Gasphase erfolgen muß.
Beispiele sind die Trennung von Gasgemischen und die Adsorption von
Verunreinigungen aus Gasen. Bei den Verunreinigungen kann es sich bei
spielsweise um gasförmige Verunreinigungen, wie Stickoxide, Schwefeloxide,
Kohlenmonoxid, Ammoniak oder organische Gase handeln. Es kann sich
auch um verdampfte Flüssigkeiten oder im Gasstrom mitgerissene Flüssig
keitströpfchen handeln. Hydrophil modifizierte Aerogele können auch zur
Trocknung von Gasen, d. h. zur Entfernung von Wasser eingesetzt werden.
Ist die Adsorptionskapazität der erfindungsgemäß eingesetzten Aerogele
erschöpft, so können die Aerogele nach bekannten Verfahren regeneriert
werden. Beispielsweise können die adsorbierten Stoffe thermisch entfernt
werden. Auch eine Entfernung mit Hilfe anderer Gase, wie Wasserdampf ist
möglich. Entsprechende Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
Als "Gasphase" wird allgemein ein Stoffgemisch bezeichnet, das auf einem
Gas oder Gasgemisch basiert. Das Gas oder Gasgemisch kann somit auch
feste und insbesondere flüssige Bestandteile enthalten.
Die erfindungsgemäßen Aerogele können zudem als Adsorptionsmittel zur
Adsorption aus einer Vielzahl von Flüssigphasen verwendet werden. Der
Ausdruck "Flüssigphase" kann dabei homogene Lösungen, Emulsionen,
Dispersionen, Flüssigkeiten, die Gase gelöst enthalten, und ähnliche Gemi
sche einschließen. Eine Flüssigkeit dient dabei als Trägerphase, aus der
Stoffe von den Aerogelen adsorbiert werden.
Es können somit Gase, Flüssigkeiten oder gelöste Stoffe oder auch Feststoffe
aus Flüssigkeiten entfernt werden. Es kann sich dabei um organische oder
anorganische Stoffe handeln. Insbesondere werden organische Stoffe, wie
Kohlenwasserstoffe, insbesondere aromatische oder chlorierte Kohlenwasser
stoffe entfernt. Als Flüssigkeiten können dabei beliebige geeignete Lösemittel,
wie Wasser oder organische Lösemittel eingesetzt werden. Vorzugsweise
erfolgt die Adsorption aus Wasser oder wäßrigen Lösemitteln. Die adsor
bierten Verbindungen können dabei nach Trennung des Adsorptionsmittels
von der Flüssigkeit durch geeignete Verfahren, beispielsweise durch Erhitzen,
Auswaschen oder Eluieren freigesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Aero
gele zeigen dabei bei der Adsorption von organischen Wasserinhaltsstoffen
hochselektive Adsorptionseigenschaften. Somit können sie sehr gut zur
Reinigung von Industrieabwässern oder Laborabwässern eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Aerogele können neben der Reinigung von Flüssig
keiten auch zur Isolierung von organischen Verbindungen aus Flüssigkeiten
oder Flüssigkeitsgemischen eingesetzt werden. Hierbei ist das Ziel die
Isolierung und Gewinnung von organischen Verbindungen, die teilweise stark
verdünnt und neben vielen anderen Bestandteilen in Flüssigkeiten oder
Flüssigkeitsgemischen vorliegen. Hierbei kann die hochselektive Adsorption
an Aerogele vorteilhaft eingesetzt werden, um spezielle organische Ver
bindungen aus einer Vielzahl von gegebenenfalls ähnlichen organischen
Verbindungen in einer Flüssigkeit zu isolieren.
Bevorzugt werden dabei die organischen Verbindungen aus waßrigen Flüssig
keiten isoliert. Es handelt sich insbesondere um Agrochemikalien oder
pharmazeutische Wirkstoffe, die aus den bei ihrer Herstellung anfallenden
Mutterlaugen isoliert werden. Beispiele für derartige Agrochemikalien sind
Wirkstoffe mit herbiziden, fungiziden oder insektiziden Eigenschaften.
Bei der Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen bilden die Kosten der
Aufarbeitung oft einen erheblichen Anteil an den Gesamtkosten. Ein mikro
biologisch hergestelltes Produkt muß beispielsweise meist in mehreren Schrit
ten so produktschonend wie möglich aufgearbeitet werden. Die Aufarbeitung
beinhaltet dabei die Abtrennung und Reinigung des pharmazeutischen Wirk
stoffs aus der Fermentationslösung. Bei der Herstellung der Mehrzahl aller
pharmazeutischen Wirkstoffe sind eine oder mehrere adsorptive Reinigungs
schritte notwendig.
Beispiele für pharmazeutische Wirkstoffe sind Antibiotika, die aus den bei
ihrer Herstellung anfallenden Fermentationslösungen gewonnen werden.
Insbesondere werden die Aerogele zur Reinigung und Abtrennung des
Antibiotikums Cephalosporin C (CPC) eingesetzt.
Durch die hohe Selektivität der erfindungsgemäßen Aerogele für die pharma
zeutischen Wirkstoffe, insbesondere CPC, kann das Aufarbeitungs- und
Reinigungsverfahren deutlich vereinfacht und beschleunigt werden.
Die Erfindung betrifft auch die für die vorstehenden Anwendungen in Frage
kommenden Reinigungs- und Isolierungsverfahren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Reinigung von Gasen ist dadurch
gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Gase mit Aerogelen, die nicht als
Gemisch mit Aktivkohle oder Aktivtonerde vorliegen, als Adsorptionsmittel
für einen Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption von
in den Gasen enthaltenen Verunreinigungen ausreicht. Entsprechende Kon
taktzeiten liegen in der Regel in einem Bereich von 0,001 bis 0,01, vor
zugsweise 0,004 bis 0,008 Sekunden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten ist da
durch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Flüssigkeiten mit Aerogelen
als Adsorptionsmittel für einen Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der
eine Adsorption von in den Flüssigkeiten enthaltenen Verunreinigungen
ausreicht.
Ein weiteres Verfahren zur Reinigung von Gasen oder Flüssigkeiten ist
dadurch gekennzeichnet, daß die zu reinigenden Gase oder Flüssigkeiten mit
hydrophobierten Aerogelen als Adsorptionsmittel für einen Zeitraum in
Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption von in den Gasen oder
Flüssigkeiten enthaltenen Verunreinigungen ausreicht.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Isolierung von organischen Verbindun
gen aus Flüssigkeiten ist dadurch gekennzeichnet, daß die die organischen
Verbindungen enthaltenden Flüssigkeiten mit Aerogelen als Adsorptionsmittel
für einen Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption der
organischen Verbindungen ausreicht, sodann die Aerogele von den Flüssig
keiten abgetrennt und anschließend die organischen Verbindungen von den
Aerogelen getrennt werden. Die Trennung kann dabei nach den vorstehenden
Verfahren erfolgen. Bei der Reinigung von Flüssigkeiten und der Isolierung
von organischen Verbindungen aus Flüssigkeiten erfolgt die Behandlung mit
den Aerogelen in der Regel für einen Zeitraum von 1 bis 50, vorzugsweise
5 bis 20 Sekunden.
Die Abtrennung der gewonnenen organischen Verbindungen von den Aeroge
len kann dabei wie vorstehend beschrieben durch Elution mit einem Löse
mittel, etwa einem organischem Lösemittel oder einer Salzlösung erfolgen.
Die erfindungsgemäß verwendeten Aerogele werden vorzugsweise ohne
weitere Trägerstoffe oder andere Adsorptionsmittel eingesetzt. Sie können
jedoch auch in Kombination mit anderen Adsorptionsmitteln verwendet
werden. Bei der Adsorption aus einer Gasphase werden sie auch nicht als
Gemisch mit Aktivkohle oder Aktivtonerde eingesetzt, sofern es sich um
nichtmodifizierte Aerogele handelt. Beispielsweise kann sich aber an eine
Adsorptionsstufe mit Aerogelen eine Adsorptionsstufe mit Aktivkohle oder
Aktivtonerde anschließen. Die weiteren Adsorptionsstufen können dabei zur
weiteren Aufreinigung der Gase, Flüssigkeiten oder organischen Verbindun
gen eingesetzt werden. Adsorptionsmittel, die mit den erfindungsgemäßen
Aerogelen kombiniert werden können, sind dem Fachmann bekannt. Die
Erfindung wird nachstehend zusätzlich anhand von Beispielen in Verbindung
mit der Zeichnung erläutert, die in
Fig. 1 in einem Diagramm die Beladung von Aerogel mit unter
schiedlichen organischen Verbindungen in Abhängigkeit von
deren Konzentration in Wasser zeigt.
Um die selektive Adsorption von organischen Verbindungen aus Abwässern
zu zeigen, wurden als Beispiele für die Gruppen der aromatischen und/oder
chlorierten Kohlenwasserstoffe Benzol, Phenol, Toluol, 1,2-Dichloretan und
p-Chlorphenol ausgewählt. Diese Verbindungen wurden in unterschiedlichen
Konzentrationen in Wasser bei 25°C mit Aerogel kontaktiert, wobei die
erzielbare Beladung des Aerogels gemessen wurde. Dabei wurden die Ver
suche in einem Schüttelkolben ausgeführt. Hierzu wurden in dem Schüttel
kolben 6 g pulverförmiges Aerogel (hydrophobes Aerogel, Teilchengröße
0,1 mm, spezifische innere Oberfläche ca. 500 m2/g) mit 0,1 Liter des zu
reinigenden wäßrigen Gemisches in Kontakt gebracht. Über die Messung der
Flüssigkeitskonzentration vor und nach der Adsorptionszeit, die maximal 2
Stunden bis zur Einstellung des Gleichgewichts betrug, konnte aus einer
Massenbilanz die adsorbierte Stoffmenge berechnet werden. Die Ergebnisse
sind in der Fig. 1 dargestellt.
Die in der Fig. 1 gezeigten Ergebnisse zeigen, daß Aerogele sehr gut zur
Reinigung von Abwässern eingesetzt werden können, die organische Ver
unreinigungen enthalten.
Als Beispiel für die Aufarbeitung eines pharmazeutischen Wirkstoffs aus der
bei seiner Herstellung anfallenden Fermentationslösung wurde die Adsorption
des Antibiotikums Cephalosporin C (CPC) untersucht. CPC fällt bei der
Herstellung in einer Konzentration von wenigen Gramm pro Liter Fermenta
tionslösung an und muß aus dieser Lösung so schonend wie möglich abge
trennt werden. Dabei ist zu beachten, daß die wäßrige Fermentationslösung
neben einer erheblichen Anzahl weiterer Aminosäuren, Salzen, Zuckern und
anderen Inhaltsstoffen als Nebenprodukte der Biosynthese Desacetyl-CPC (D-CPC)
und Desacetoxy-CPC (DO-CPC) enthält. Für die Aufreinigung mittels
Adsorption ist dabei von großer Bedeutung, daß nur das CPC, nicht aber
D-CPC und DO-CPC adsorbiert werden. Die erfindungsgemäßen Aerogele
können hierfür mit hoher Selektivität eingesetzt werden, d. h. es wird im
wesentlichen nur CPC adsorbiert. Für die Untersuchung wurde ein hydro
phobes Aerogel (Partikelgröße 0,1 mm, spezifische innere Oberfläche ca. 500
m2/g) eingesetzt.
Für die Untersuchungen wurde eine Fermentationslösung mit einem CPC-Gehalt
von 10 g/l, D-CPC von 2 g/l und DO-CPC von 0,1 g/l eingesetzt.
Es wurde insgesamt 1 Liter dieser Fermentationslösung über eine Festfett
schüttung mit 100 g Aerogel gepumpt. Danach wurden die adsorbierten
Stoffe mit einem Liter Isopropanol ausgewaschen. Die Analyse der Mengen
an adsorbierten CPC, D-CPC und DO-CPC erfolgte durch eine HPLC-Mes
sung. Zu Vergleichszwecken wurden als Adsorptionsmittel die Harze
XAD 16 der Firma Rohm und Haas sowie SP 825 der Firma Mitsubishi
Chemicals eingesetzt.
Die Ergebnisse für die Gleichgewichtsbeladungen des Aerogels in g pro kg
Aerogel und die Selektivitäten sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:
Gleichgewichtsbeladung und Selektivität
Gleichgewichtsbeladung und Selektivität
Die Selektivität des Aerogels ist um mehr als 20% besser als bei den
Vergleichsadsorptionsmitteln, wodurch eine erheblich bessere Reinigung von
CPC ermöglicht wird. Zudem wurde die Gleichgewichtsbeladung des Aero
gels bei unterschiedlich CPC-Konzentrationen gemessen. Bei einer CPC-Kon
zentration von 2,5 g/l betrug die Beladung 8 g/kg, bei 5 g/l 16,5 g/kg,
bei 7,5 g/l 20 g/kg und 10 g/l 23 g/kg.
Claims (10)
1. Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel zur Adsorption aus
einer Flüssigphase.
2. Verwendung von hydrophoben und hydrophilen Aerogelen als Adsorp
tionsmittel.
3. Verwendung von Adsorptionsmitteln, die Aerogele enthalten, die nicht
als Gemisch mit Aktivkohle oder Aktivtonerde vorliegen, zur Adsorption
aus einer Gasphase.
4. Verfahren zur Reinigung von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu reinigenden Flüssigkeiten mit Aerogelen als Adsorptionsmittel für
einen Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption
von in den Flüssigkeiten enthaltenen Verunreinigungen ausreicht.
5. Verfahren zur Reinigung von Gasen oder Flüssigkeiten, dadurch gekenn
zeichnet, daß die zu reinigenden Gase oder Flüssigkeiten mit hydropho
bierten Aerogelen als Adsorptionsmittel für einen Zeitraum in Kontakt
gebracht werden, der für eine Adsorption von in den Gasen oder
Flüssigkeiten enthaltenen Verunreinigungen ausreicht.
6. Verfahren zur Reinigung von Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die
zu reinigenden Gase mit Aerogelen, die nicht als Gemisch mit Aktiv
kohle oder Aktivtonerde vorliegen, als Adsorptionsmittel für einen
Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption von in
den Gasen enthaltenen Verunreinigungen ausreicht.
7. Verfahren zur Isolierung von organischen Verbindungen aus Flüssigkei
ten, dadurch gekennzeichnet, daß die die organischen Verbindungen
enthaltenden Flüssigkeiten mit Aerogelen als Adsorptionsmittel für einen
Zeitraum in Kontakt gebracht werden, der für eine Adsorption der
organischen Verbindungen ausreicht, sodann die Aerogele von den
Flüssigkeiten abgetrennt und anschließend die organischen Verbindungen
von den Aerogelen getrennt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die organi
schen Verbindungen aus wäßrigen Flüssigkeiten isoliert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die organi
schen Verbindungen Agrochemikalien oder pharmazeutische Wirkstoffe
sind, die aus den bei ihrer Herstellung anfallenden Mutterlaugen isoliert
werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die pharma
zeutischen Wirkstoffe Antibiotika sind, die aus Fermentationslösungen
isoliert werden.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116372 DE19716372A1 (de) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel |
PCT/EP1998/002283 WO1998047594A2 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Verwendung von aerogelen als adsorptionsmittel |
KR1019997009621A KR20010006531A (ko) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | 흡착제로서의 에어로겔의 용도 |
DE59813467T DE59813467D1 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Verwendung von aerogelen als adsorptionsmittel |
EP06001672A EP1690593A1 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel |
CNB988051958A CN1244400C (zh) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | 气凝胶作为吸附剂的应用 |
CA002289280A CA2289280A1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Use of aerogels as adsorption agents |
EP98940072A EP0975405B1 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Verwendung von aerogelen als adsorptionsmittel |
JP54499798A JP2001521441A (ja) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | エーロゲルの吸着剤としての使用 |
CN 200510134085 CN1806907A (zh) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | 气凝胶作为吸附剂的应用 |
JP2010170719A JP5762702B2 (ja) | 1997-04-18 | 2010-07-29 | エーロゲルの吸着剤としての使用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116372 DE19716372A1 (de) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19716372A1 true DE19716372A1 (de) | 1998-10-22 |
Family
ID=7826992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997116372 Ceased DE19716372A1 (de) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1806907A (de) |
DE (1) | DE19716372A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103212274B (zh) * | 2012-01-20 | 2015-06-17 | 杰智环境科技股份有限公司 | 有机废气浓度缓冲床及使用该浓度缓冲床的生物滤床*** |
CN107349682A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-11-17 | 中材科技股份有限公司 | 一种水泥行业用气凝胶脱硝滤料及其制备方法 |
CN108043362B (zh) * | 2017-12-20 | 2020-09-22 | 福建师范大学泉港石化研究院 | 一种气凝胶型重金属吸附剂及其制备方法 |
CN115974160A (zh) * | 2023-01-11 | 2023-04-18 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 脱除硫酸锰溶液中有机杂质的方法 |
-
1997
- 1997-04-18 DE DE1997116372 patent/DE19716372A1/de not_active Ceased
-
1998
- 1998-04-17 CN CN 200510134085 patent/CN1806907A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1806907A (zh) | 2006-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3841114C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmittels zur Abtrennung und Gewinnung von CO | |
DE69223520T2 (de) | Mit feinteiligen Substanzen geladener nichtgewebter Faserstoff für Trennungen und Reinigungen | |
DE60221619T2 (de) | Verfahren zur Reinigung von Synthesegas | |
DE69736214T2 (de) | Quecksilberadsorptionsmittel | |
DE2109146C3 (de) | Verfahren zur Entfernung von Jod und Jodverbindungen aus Gasen und Dämpfen und silbernitratimprägnierte Sorptionsmittel zur Durchführung des Verfahrens | |
CH637843A5 (de) | Verfahren zum packen einer chromatographiesaeule. | |
JP5762702B2 (ja) | エーロゲルの吸着剤としての使用 | |
DE2200210B2 (de) | Verfahren zur entfernung von stickstoffoxiden aus gasgemischen | |
EP0379895B1 (de) | Verfahren zur Entfernung von Jod und Jodverbindungen aus wasserstoffhaltigen Gasen und Dämpfen | |
DE2044685A1 (de) | Verfahren zur Reinigung von Gasen | |
WO1991008823A1 (de) | Verfahren zur gewinnung von stickstoff aus luft oder stickstoffhaltigen gasen durch druckwechseladsorption an kohlenstoff-molekularsieben | |
DE19716372A1 (de) | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel | |
EP0030921B1 (de) | Verfahren zur Abtrennung von Nitrobenzol, Di- und/oder Trichlorbenzol aus Abluftdämpfen | |
CH645867A5 (de) | Impraegnierte aktivkohle fuer die verwendung als luftreinigungsmittel. | |
DE19719395A1 (de) | Verwendung von Aerogelen als Adsorptionsmittel | |
DE2449845C3 (de) | Mittel zum Abtrennen von Stickstoffoxiden aus Gasen sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP0373538B1 (de) | Verfahren zur Trennung von Alkohol/Wasser-Gemischen | |
DE19810028C2 (de) | Verfahren zur Rückgewinnung und/oder Entfernung organischer Verbindungen aus Gasströmen | |
DE4308940A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen und Rückgewinnen von Inhalationsanästhetika aus einer Mischung dieser Stoffe mit Lachgas | |
DE2605789A1 (de) | Chromatografisches trennverfahren | |
DE2601930A1 (de) | Verfahren und mittel zum abtrennen von molekuelen | |
DE69619649T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Entfeuchtung und Geruchsentsorgung flüchtiger, organischer Verbindungen | |
DE2225452C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von weitporigem Adsorptionsmittel für Chromatographiezwecke | |
WO2023152072A1 (de) | Funktionalisierte aktivkohle als adsorptionsmittel für die abscheidung von co2 aus der atmosphärenluft | |
DE1769628C3 (de) | Füllkörper oder Adsorptionsmittel für die Chromatographie und Verfahren zu deren Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: AVENTIS RESEARCH & TECHNOLOGIES GMBH & CO KG, 6592 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |