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

Mit unserem breiten bioverfahrenstechnischen Know-how zur Skalierung und Prozessintensivierung bewerten wir die im Labormaßstab entwickelten maßgeschneiderten Verfahren hinsichtlich ihrer Übertragbarkeit in den industrierelevanten Maßstab im Vorfeld, um sie bei der Übertragung und Skalierung iterativ zu optimieren. Hierzu zählen etwa die Anpassung von Prozessführungsstrategien (Batch, Fed-Batch, kontinuierlich) und eine integrierte Produktaufreinigung zur Reduktion von Prozessschritten oder die Wiederverwendung eingesetzter Ressourcen (z. B. von Biokatalysatoren) durch Immobilisierung an Trägermaterialien.

 

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.