Volumenausbeute

Volumenausbeute bezeichnet in der Biotechnologie und Prozesstechnik die Menge eines Produktes, die pro Volumen eines Reaktions- oder Fermentationsmediums gewonnen wird. Typischerweise wird sie als Masse pro Volumen angegeben, zum Beispiel g pro Liter (g/L), seltener als Volumenanteil oder als Produktvolumen pro Liter Kultur. Die Volumenausbeute ist ein zentraler Beurteilungsparameter für die Effizienz eines Prozesses und dient dem Vergleich von Prozessen, der Skalierung und der wirtschaftlichen Bewertung.

Berechnet wird sie aus der Gesamtmenge des produzierten Produktes m_prod geteilt durch das verwendete Reaktionsvolumen V_broth: V_y = m_prod / V_broth. Bei fermentativen oder chemischen Prozessen wird oft der Endwert am Harvest bzw. Endzeitpunkt angegeben. In Studien zur Prozessoptimierung kann auch die maximale Volumenausbeute während des Prozesses gemeldet werden.

Die Volumenausbeute hängt von vielen Faktoren ab, darunter Organismus oder Katalysator, Substratkonzentration, Sauerstoffzufuhr, pH-Wert, Temperatur, Prozessdauer, Medium-Zusammensetzung und Nachbearbeitung. Sie gibt jedoch nicht allein Auskunft über Produktreinheit oder -qualität; hierfür sind Reinigungs- und Verunreinigungsanalysen erforderlich. Darüber hinaus ist die Volumenausbeute eng mit der volumetrischen Produktivität verbunden, die die Rate der Produktbildung pro Volumen und Zeit beschreibt.

Messmethoden umfassen Probennahme, Gravimetrie, Titrationen oder analytische Verfahren wie HPLC, UV-Spektroskopie oder spezifische Assays.