Biotechnologische Verfahren

Die stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe durch die enzymatische Synthese von biobasierten Chemikalien sowie die fermentative Herstellung der Biokatalysatoren oder anderer Stoffwechselprodukte, wie beispielsweise organische Lösungsmittel und Säuren, sind Zielstellungen innerhalb der Arbeitsgruppe »Biotechnologische Verfahren«.

Ergänzt wird die Fermentationstechnik durch eine Kultivierungsplattform für Mikroalgen. Als natürliche und nachhaltige aquatische Rohstoffquelle, die eine Vielzahl chemischer Grundstoffe (wie z. B. essentielle Fettsäuren, Vitamine oder Pigmente) und eine leicht vergärbare Biomasse liefert, bieten Mikroalgen eine ideale Plattform für stofflich/energetisch gekoppelte Verfahren.

Das Team verfügt über ein breites bioverfahrenstechnisches Know-how zur Skalierung und Prozessintensivierung, wobei die im Labormaßstab entwickelten Verfahren hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit in den industrierelevanten Maßstab im Vorfeld bewertet und bei der Übertragung und Skalierung iterativ optimiert werden. Hierzu zählen etwa die Anpassung von Prozessführungsstrategien (Batch, Fed-Batch, kontinuierlich) und eine integrierte Produktaufreinigung zur Reduktion von Prozessschritten oder die Wiederverwendung der Biokatalysatoren (z. B. durch Immobilisierung an Trägermaterialien).

Aktuelle Fragestellungen

  • Enzymherstellung und Biokatalyse
  • Fermentative Herstellung von Carbonsäuren (Äpfel-, Xylon- und Itaconsäure) aus Lignocellulose-Zuckern
  • Wertstoffgewinnung aus Mikroalgen (Fettsäuren, Pigmente und Polysaccharide)
  • Prozessentwicklung und -skalierung

Leistungsangebot: Pilotierung biotechnologischer Produktionsprozesse für die Industrie

Die industrielle Biotechnologie ist eine Schlüsseltechnologie für die Entwicklung einer nachhaltigen chemischen Industrie und insbesondere für die Bioökonomie. Während akademische Forschungslaboratorien weit verbreitet sind, findet man Pilotanlagen noch selten. Dabei sind sie dringend notwendig, insbesondere für kleinere Unternehmen, um Innovationen für die Kommerzialisierung neuer Produkte vorzubereiten. Neben der technischen Weiterentwicklung biotechnologischer Verfahren kommen vor allem der Bereitstellung größerer Materialmengen für die Anwendungsforschung sowie Prozessdaten für wirtschaftliche und andere Studien zur Machbarkeit eines Herstellungsverfahrens eine besondere Bedeutung zu.

Fraunhofer CBP – Partner für die Optimierung und Skalierung biotechnologischer Prozesse

Aus diesem Grund sind wir sehr stolz darauf, dass die Arbeitsgruppe Bioprozessskalierung am Fraunhofer CBP in Leuna Jahr für Jahr neben der Beteiligung an öffentlich geförderten und internen Projekten zahlreiche Industriepartner bei der Umsetzung ihrer Vorhaben unterstützt. Die beauftragten Arbeiten betreffen die Skalierung oder Optimierung von Fermentationsprozessen, aber auch auf Untersuchungen zur Skalierung von Aufarbeitungsprozessen.

Breites Produktportfolio, internationale Nachfrage

Unsere Auftraggeber kommen dabei aus den verschiedensten Industrien, z. B. den Bereichen Werkstoffe und Kunststoffe, Lebensmittel und Nahrungsergänzungsmittel, Farbstoffe, Grund- und Massenchemikalien, sowie Tierfutter.

Nahezu die Hälfte unserer Auftraggeber sind nationale und internationale Start-ups, sodass wir auch besonders junge und hoch innovative Unternehmen mit unseren Dienstleistungen unterstützen. Im Allgemeinen umfasst unser Kundenstamm Unternehmen aus verschiedenen Ländern, vor allem aus  Europa, Asien (inkl. Nahost) und Nordamerika.

Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit weiteren Unternehmerinnen und Unternehmern sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, auch im Rahmen öffentlich geförderter Projekte. Kommen Sie gerne mit Ihren Ideen oder Herausforderungen auf uns zu, um Lösungen auszuloten.

 

Fermentative Herstellung von Carbonsäuren

Für die nachhaltige Herstellung von Äpfel-, Xylon- und Itaconsäure aus Lignocellulose-Zuckern erarbeiten wir neue wirtschaftliche Verfahren. Die Produktion von Äpfelsäure aus Xylose konnten wir erfolgreich im 1-m³-Maßstab demonstrieren.

Enzymherstellung und Biokatalyse

 

Wertstoffe aus Mikroalgen

Wir verfügen über umfangreiche Expertise im Bereich der Kultivierung von Mikroalgen sowie vor- und nachgelagerter Prozesse im Technikums- und Pilotmaßstab. Am CBP stehen hierfür 40 Flat-Panel-Airlift-Photobioreaktoren mit einem jeweiligen Arbeitsvolumen von bis zu 180 L zur Verfügung. In diesen werden Mikroalgen mit einem Gesamtvolumen von bis zu 10 000 L effizient produziert.