Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Forschungskolleg iProcess Intelligente Prozessentwicklung - von der Modellierung bis zum Produkt

Prozessentwicklungen im Bereich der chemischen, biotechnologischen und pharmakologischen Verfahren stehen derzeit vor dem Problem, dass die Komplexität der Systeme eine komplette Modellierung und Vorhersage in der Regel nicht ermöglicht. Im Falle der Übertragung eines Prozesses aus dem Labor in den Produktionsmaßstab kommt erschwerend hinzu, dass beim Scale-Up nicht alle Parameter gleichermaßen übertragen werden können, da sich größenabhängige Faktoren mal im Nenner und mal im Zähler wichtiger Prozesskennzahlen befinden. Es ist somit nur ein Scale-up möglich, welches möglichst viele Kennzahlen berücksichtigt, aber eben nicht alle gleichermaßen. Neben den physikalisch fundierten sowie den aus Dimensionsbetrachtungen gewonnenen Gleichungen werden insbesondere in der Bioverfahrenstechnik auch viele empirische Gleichungen verwendet.

Im Rahmen des Forschungskolleg iProcess arbeiten Forscher der Technischen Hochschule Bingen, der Hochschule Trier und der Technischen Universität Kaiserslautern aus allen Prozessbereichen eng zusammen, um anhand zweier Modellprozesse innovative Prozessstrategien zu erarbeiten. Das wissenschaftliche Gesamtziel des anwendungsorientierten Forschungskollegs iProcess ist es, die verfahrenstechnischen Grundlagen zu erarbeiten, um Pilze und Cyanobakterien als Produktionsorganismen für pharmazeutisch wirkende Substanzen zu nutzen. Dabei sollen insbesondere Modelle erarbeitet werden, die zur Auslegung der verfahrenstechnischen Grundoperationen benötigt werden. Diese Modelle sollen in jeder Stufe der gesamten Prozesskette von der Kultivierung in Bioreaktoren bis hin zu der Produktabtrennung erarbeitet werden. Dieses soll exemplarisch an zwei Prozessketten gezeigt werden. Hierbei handelt es sich zum einem um die Herstellung von Proteasehemmern mittels Pilzen und um die Produktion von Polypeptidantibiotika mittels Cyanobakterien. Das Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik untersucht dabei die emerse Kultivierung von Cyanobakterien.

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Kooperationspartner

Prof. Dr.-Ing. Ulrich Bröckel (HS Trier)

Prof. Dr.-Ing. Hans Hasse (TU Kaiserslautern)

Prof. Dr.-Ing. Percy Kampeis (HS Trier)

Prof. Dr.-Ing. Kai Muffler (TH Bingen)

Prof. Dr. rer. nat. Werner R. Thiel (TU Kaiserslautern)

Prof. Dr.-Ing. Michael Wahl (HS Trier)

StatusLaufendes Projekt
FördermittelgeberLandesförderung Rheinland-Pfalz
Förderzeitraum01/2019-12/2021
Förderkennzeichen-

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

  • D. Strieth, J. Stiefelmaier, B. Wrabl, J. Schwing, A. Schmeckebier, S. Di Nonno, K. Muffler, R. Ulber Roland; A new strategy for a combined isolation of EPS and pigments from cyanobacteria; Journal of Applied Phycology (2020) https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10811-020-02063-x.pdf
  • A. Schwarz, D. Hornung, M. Witthohn, D. Strieth, R. Ulber, K. Muffler; A modified method for colorimetric quantification of lipids from cyanobacteria; Algal Research (2020) https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.102015
  • M. Witthohn, J. Walther, D. Strieth, R. Ulber, K. Muffler; Novel method enabling a rapid vitality determination of cyanobacteria; Engineering in Life Sciences (2020) im Druck
  • J. Walther, A. Schwarz, M. Witthohn, D. Strieth, K. Muffler, R. Ulber; A qPCR method for distinguishing biomass from non-axenic terrestrial cyanobacteria cultures in hetero- or mixotrophic cultivations; Journal of Applied Phycology (2020) im Druck
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