Mikroemulsionen für die chemische Technik

Stefan Müller, Oktober 1999

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung von tensidhaltigen Mischungen für technische Prozesse. Grundlage solcher Anwendungen ist die Kenntnis des Phasenverhaltens, welches in der vorliegenden Arbeit einen breiten Raum einnimmt. Am Beispiel binärer H₂O - Tensid - Systeme wird eine biotechnologisch interessante Flüssig - Flüssig - Extraktion vorgestellt. Aus der Auftrennung solcher Systeme in eine hydrophilere und eine hydrophobere Phase ergibt sich die Möglichkeit der Seperation von hydrophilen und hydrophoben Bestandteilen einer Lösung. Nach diesem Prinzip erfolgt die Extraktion von Enzymen aus verschiedenen Fermenterlösungen. Neben den Parametern Temperatur und Tensidgehalt werden auch die Mikrostrukturen der eingesetzten Phasen variiert, was durch die Verwendung mehrerer verschiedner Koexistenzgebiete möglich wurde. Als zur Extraktion etwa genauso gut geeignet wie die bislang verwendete Koexistenz L1 + L1 (Trübungspunktkurve bzw. cloud-point-curve) wurde die Koexistenz L1 + L₂ gefunden. Ein weiteres Beispiel für die Anwendungen von Mikroemulsionen in technischen Prozessen ist ihr Einsatz als Reaktionsmedium für heterogene chemische Umsetzungen an Flüssig - Flüssig - Grenzflächen. Da halogenierte Kohlenwasserstoffe zum Lösen des organischen Substrats eingesetzt werden, wurden in dieser Arbeit Mikroemulsionen des Typs H₂O - halogenierter Kohlenwasserstoff - Alkylpolyglycosid als Reaktionsmedium bereitgestellt. Durch die Wahl von bestimmten Mengen an hydrophoberen Cotensiden kann die Phaseninversionstemperatur nahezu beliebig eingestellt werden. Andererseits kann isotherm die Phaseninversion durch die Zugabe von Cotensid erreicht werden. Außerdem konnte durch Bestimmung der monomeren Löslichkeit von Cotensid im Öl sowie des Tensids in Wasser die Zusammensetzung der internen Grenzfläche für die Phaseninversion bei einer Temperatur bestimmt werden.