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Abstract:
In dieser Arbeit werden integrierte Prozesse untersucht, die eine chromatographische Trennung mit einer Isomerisierungreaktion kombinieren. Zielstellung ist dabei die Analyse und Auslegung verschiedener kontinuerlicher Prozesse für die präparative Herstellung eines einzelnen Isomers. Von besonderem Interesse sind hierbei Enantiomere, welche in der pharmazeutischen Industrie von großer Bedeutung sind.
Das erste Teil von der Arbeit befasst sich mit der Optimierung verschiedener Prozesse mit echtem Gegenstrom (TMB-Chromatographie). Eine Vielzahl verschiedener Strukturen unterschiedlichen Integrationsniveaus wird betrachtet, von klassischen fließbildintegrierten Systemen („Reaktor-Separator-Recycle“) bis hin zu partiell oder vollintegrierten Prozessen, welche Nebenreaktoren oder reaktive Säulen nutzen. Besonderes Augenmerk kommt dabei dem Konzept örtlich verteilter Funktionalitäten zu. Daraus resultierende Vorteile werden auf Basis der Gleichgewichtstheorie erklärt. Weiterhin wird der Einfluss verschiedener relevanter Parameter, wie z.B. der Gleichgewichtkonstante oder des Trennfaktors, untersucht.
Im zweiten Teil werden die erzielten Ergebnisse auf die praktisch realisierbare Chromatographie mit simuliertem Gegenstrom (SMB-Prozess) übertragen. Die in SMB-Systemen auftretenden diskreten Schaltereignisse verursachen ein spezifisches dynamisches Verhalten, welches insbesondere bei der Nutzung von Nebenreaktoren zu beachten ist. Weiterhin wird gezeigt, dass die Einführung verteilter Funktionalitäten herkömmliche Prozessschemata (z.B. Systeme mit Seitenreaktoren) verbessern kann.
