Vom Rohstoff bis zum Endprodukt: Vogelbusch verfügt über einzigartiges Fachwissen im Einsatz von biotechnologischen Produktionsverfahren und den vor- und nachgelagerten Prozessen.
Neben der Planung von Komplettanlagen liefern wir einzelne Prozesseinheiten und integrieren sie in Ihre bestehende Produktionsanlage.
Wir beraten und unterstützen Sie bei der Errichtung von Anlagen zur
Aufbereiten der Ausgangsmaterialien für die Biokonversion.
Stärkehaltige und zuckerhaltige Rohstoffe erfordern unterschiedliche Strategien und Prozesse für Biotechnologie-Anwendungen. Wir bieten eine Reihe von Behandlungsprozessen, die auf die spezifischen Anforderungen der Fermentation und enzymatischen Umwandlung an das Substrat abgestimmt sind.
Unsere Technologien können eine breite Palette von biobasierten Rohstoffen verarbeiten, darunter auch Zucker aus Zellulose
Enzymatische Konversion von Stärke in Zucker.
Als Hydrolyse wird das Aufbrechen einer chemischen Bindung durch Zugabe von Wasser bezeichnet. Die Reaktion wird entweder durch Säuren oder, wegen ihrer besseren Prozesseigenschaften, insbesondere in den biobasierten Industrien durch Enzyme katalysiert.
In Bioprozessanwendungen wird die Hydrolyse verwendet, um die molekulare Struktur von Polymeren wie Stärke, Zellulose oder Inulin in kurzkettigere Polysaccharide und letztlich zu Glukose oder Fruktose zu spalten.
Vogelbusch wendet zweistufige enzymatische Umwandlungsprozesse (Verflüssigung und Verzuckerung) an, um entweder
Umwandeln von Substraten mit Hilfe von Mikroorganismen.
Im Fermentationsprozess werden vorbehandelte Rohstoffe unter Verwendung der metabolischen Aktivität von Mikroorganismen in bestimmte Produkte umgewandelt.
Vogelbusch hat eigene Prozesse mit Pilzen, Bakterien und Hefen entwickelt und verfügt über das Know-how, um eine stabile Produktion in Batch-, Zulauf- und kontinuierlichen Fermentationsverfahren zu gewährleisten. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung mit mikrobiellen Produktionstechniken können wir die ideale Konfiguration für jedes Fermentationssystem entwickeln, um die optimalen Bedingungen für Mikroorganismus und Substrat zu gewährleisten.
Enzymatische Konversion von Glukose in Fruktose.
Isomerisierung ist ein chemischer Prozess der Transformation eines Moleküls in seine isomere Form. Das neue Molekül hat die gleiche chemische Zusammensetzung, aber die Atome sind anders angeordnet, was zu unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften führt.
Isomerisierung wird von Vogelbusch für die Umwandlung von Glukose in Fruktose angewendet, um die Süße des Produktes zu erhöhen. Der resultierende Isoglukosesirup wird zu handelsüblichen Fruktose-Sirupen weiterverarbeitet.
Das Verfahren wird unter Verwendung von immobilisierten Enzymen in einer Gruppe parallel betriebener Festbettreaktoren realisiert. Unter Berücksichtigung der Alterung der Enzyme werden Prozessparameter (Durchfluss, Temperatur) für jeden Reaktor eingestellt, um stabile Sirup-Eigenschaften bei konstanter Zufuhrrate für das System zu gewährleisten. Die Maximierung der Produktivität und Lebensdauer der Enzyme wird durch eine entsprechende Behandlung des Zulaufstroms erreicht.
Für erstklassige Reinheit von Ethanol.
Destillation und Rektifikation sind die üblichen Verfahren zur Trennung von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten durch intensiven Stoffaustausch zwischen Flüssigkeits- und Dampfphase. Ein typisches Beispiel für die Destillation ist die Trennung von fermentierter Maische in Rohalkohol und Schlempe. Die Rektifikation dient zur Konzentration und Reinigung des Alkohols.
Vogelbusch verfügt über einzigartige Erfahrung mit allen Destillations- und Rektifikationsanforderungen in der Alkoholindustrie. Unsere modernen Kolonnensysteme setzen den Industriestandard für überlegene Produktqualität und Energieeinsparung.
Unser breites Repertoire verschiedener Schaltungen ist die solide Basis, um die optimale Lösung für jeden Kunden zu entwickeln und zu realisieren, von Standardkonfigurationen bis hin zu komplett maßgeschneiderten Systemen.
Entwässern von Ethanol.
Dehydratation wird verwendet, um Wasser aus Ethanol oder anderen Chemikalien zu eliminieren. Damit kann der für die Bioethanolproduktion und andere industrielle Anwendungen erforderliche Wassergehalt auf 0,01 % Vol. reduziert werden. Systeme im industriellen Einsatz umfassen die Adsorption mit Molekularsieben, Schleppmitteln und Membranen.
Durch die Zusammenführung von spezialisiertem Prozess Knowhow mit bestehender Technologie gelang es Vogelbusch, den Einsatz einer Druckwechseladsorption (PSA) für die Ethanolentwässerung einzuführen und als Stand der Technik zu etablieren. Das Vogelbusch-Verfahren verwendet ein Zwei-Bett-System von Molekularsieben. Es ist zuverlässig und einfach zu bedienen und besonders geeignet für die thermische Integration mit anderen Produktionseinheiten.
Fest-flüssige und flüssig-flüssige Trennung von Medien.
Die Zentrifugation ist ein Verfahren zur Trennung von Gemischen von festen und/oder flüssigen Komponenten unter Verwendung von rotierenden Geräten mit hohen G-Kräften wie Dekantern, Zentrifugen und Separatoren.
Vogelbusch bewertet und spezifiziert die Trennanforderungen unter Berücksichtigung der Ausgangs- und Produkteigenschaften und wählt die jeweils für den Prozess geeigneten Trennapparate von erfahrenen Herstellern.
In der Alkoholproduktion ist die Dekantierung eine bewährte Methode zur Entfernung von Feststoffen aus der Schlempe und zur Gewinnung von Maisöl. In der Stärkezucker-Erzeugung wird sie vor dem Filtrieren zur Vorklärung der Rohglukoselösung angewendet.
In Kombination mit Kristallisationsverfahren werden verschiedene Arten von Batch- und kontinuierlichen Zentrifugen in der Zitronensäure- und Dextroseproduktion eingesetzt.
Düsen- und Scheibenseparatoren werden in der Hefeherstellung eingesetzt.
Konzentrieren von Produkten und Behandeln von Abwasser.
Verdampfung ist eine bewährte Lösung in der Bioprozessindustrie, nicht nur für die Konzentration von Zwischen- und Endprodukten. Auch für die Trennung von Schlempe oder von niedrig konzentrierten Abwasserströmen in eine konzentrierte Fraktion und einen Kondensatstrom, der im Prozess wiederverwendet wird, kommt sie zum Einsatz.
Vogelbusch bietet eigene Verdampfungssysteme für viele verschiedene Anwendungen, wie die Konzentration von Mono- und Polysacchariden, Polyolen, Zitronensäure, Heferahm und Fruchtsaft sowie Maisquellwasser, Destillationsschlempe, andere Produkte der Chemie- und Lebensmittelindustrie und nicht zuletzt Abwässer.
Eine breite Palette von firmeneigenen Verdampfer-Designs und energiesparenden Schaltungen steht zur Verfügung, um die unterschiedlichsten Anforderungen an Bioprozesse zu erfüllen
Entfernen von ionischen Verunreinigungen und Verfärbungen.
Ionenaustausch ist ein Trennverfahren zur Entfernung von gelösten Verunreinigungen unter Verwendung von makroporösen oder Gel-Harzen. Typischerweise werden starksaure Kationenaustauscherharze und schwach- oder starkbasische Anionenaustauscherharze verwendet.
Bei Bioprozessen wird Ionenaustausch im Vorderbetrieb eingesetzt, um Rohstoffe für biologische Verarbeitungsanforderungen zu behandeln, und im Hinterbetrieb, um das Endprodukt zu reinigen und gemäß kommerziellen Spezifikationen zu entfärben.
Das Vogelbusch-Knowhow deckt die Einbindung des Ionenaustausches in den Gesamtprozess ab, wobei Festbettreaktoren mit Gleich- oder Gegenstromregeneration zum Einsatz kommen, die Auswahl der geeigneten Austauscherharze sowie die Automatisierung für den Produktionsbetrieb. Eine umweltfreundliche Gestaltung von Regenerationsverfahren minimiert Wasser- und Chemikalienverbrauch und Produktverluste.
Trennen der Komponenten einer Lösung.
Chromatographie ist ein universelles Verfahren zur Trennung von Komponenten einer Lösung auf Basis unterschiedlicher Bindungseigenschaften von Molekülen. Die Methode ist Stand der Technik für die Analyse, Produktaufarbeitung in der Lebensmittelindustrie und für innovative Pharma- und Biotech-Anwendungen.
Die Chargenchromatographie wird vor allem für die Analyse und in pharmazeutischen Anlagen angewendet. Bei hochtonnagigen Produkten wird die kontinuierlich arbeitende Simulated-Moving-Bed (SMB) Chromatographie bevorzugt. Es handelt sich um eine Trenntechnik, die den Gegenstrom der Festphase und der Flüssigkeiten emuliert (nachahmt). Dadurch wird der Bedarf an Eluent verringert und eine bessere Ausnutzung des Adsorptionsmittels erreicht.
Vogelbusch hat ein neuartiges chromatographisches Trennverfahren entwickelt, bei dem die SMB-Chromatografie in einer einzigen Säule durchgeführt wird. Diese Technologie bildet eine perfekte Lösung für Pilotmaßstab und kleine Produktionskapazitäten, wie sie häufig im Bereich der Produktion von Feinchemikalien und anderer Spezialanwendungen zu sehen sind.
Für die Verarbeitung von großen Mengen, wie bei der Herstellung von Fruktosesirupen oder von organischen Säuren, sind kommerzielle Chromatographiesysteme in unsere Prozesslösungen eingebettet.
Abtrennen von schwebenden Teilen.
Filtration ist ein mechanisches Verfahren zur Abscheidung von festen Stoffen aus Flüssigkeiten durch Verwendung bestimmter Arten von porösem Material als Filter. Bioprozessanwendungen umfassen die Trennung von Mikroorganismen, die Konzentration von Biomasse und die Klärung eines Zwischenprodukts oder des Endprodukts.
Je nach Anwendung können Filtrationsanforderungen stark variieren. Wir wählen die geeignete Methode von erstklassigen Herstellern entsprechend den Prozessbedingungen und Produktspezifikationen.
Eine Vielzahl von bewährten Filtersystemen kommt zum Einsatz, darunter
Zusätzlich werden Kerzenfilter im Dead-End-Betrieb zur Sterilisation von Fermentationsluft, Fermentationssubstraten und Reindampf verwendet. Ähnliche Filter werden für die letzte Filtration von Produktlösungen verwendet, um mikrobiologischen Spezifikationen zu entsprechen.
Reinigen und Formulieren des Produktes.
Kristallisation ermöglicht die Darstellung eines Stoffes oder einer Verbindung aus einer konzentrierten Lösung in Form von kristallinen Strukturen.
Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Isolierung von reinen festen Stoffen gelegt. Ziel kann die Formulierung eines Endprodukts sein, das anschließend getrocknet wird, oder die Reinigung eines Zwischenproduktes, das anschließend wieder aufgelöst und weiterverarbeitet wird.
Bei der Herstellung von Zitronensäure wird die Kristallisation verwendet, um das Produkt in einem Zwischenschritt als Calciumsalz aus der Fermentationsbrühe zu isolieren. Zitronensäure sowie Stärkezucker werden kristallisiert, um das Endprodukt zu formulieren.
In Vogelbusch-Prozessen werden sowohl Kühl- als auch Verdampfungskristallisatoren eingesetzt. Mit anspruchsvoller Kristallisations- und Trenntechnik wird für die gewünschte Produktqualität gesorgt.
Endbearbeitung von Produkten und Nebenprodukten.
In der Bioprozessindustrie wird eine Vielzahl von Trocknertechnologien eingesetzt, um die erforderliche Endproduktqualität zu erreichen. Die Methoden unterscheiden sich in
Weit verbreitet ist die Verwendung von Sprüh- und Wirbelschichttrocknern, Ring- und Rotationstrommeltrocknern sowie Rohrbündeltrocknern.
Wir definieren die Trocknungsanforderungen abhängig vom Produkt und stimmen die passende Trocknertechnologie auf die vorhandenen Energiequellen ab. Besondere Aufmerksamkeit erfahren die Rückführung und Wiederverwendung von anfallender Sekundärenergieströme in der Gesamtanlage, um so den Primärenergiebedarf zu reduzieren, zum Beispiel durch die Verwendung der Abwärme des Trockners für die Beheizung der Eindampfanlage.
