Bioprozessentwicklung in Plattformumgebung

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Die wachsende Komplexität biotechnologischer Produktionsprozesse führt zu steigenden Anforderungen an industrielle Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen. Um den zukünftigen Ansprüchen der angewandten Biotechnik gerecht zu werden, gilt es wesentliche Themen, wie beispielhaft das Systemverständnis, die Regelkonzeption sowie eine transparente Dokumentation auszubauen. Eigene unternehmerische Ressourcen reichen hier oftmals nicht mehr aus, diese Vielfältigkeit zu beherrschen. Ein zukunftweisendes Life-Science-Labor stellt sich folgernd nicht nur den Herausforderungen eines automatisierten Arbeitsablaufes, sondern zusätzlich einer multidisziplinären Projektkoordination. Der Auf- und Ausbau der Fermfactory als einen Standort des Applikationszentrums für angewandte Biotechnik (APZ), basierend auf einer interdisziplinären Arbeitsweise, beantwortet perspektivisch diese aktuellen Fragestellungen.

Neue und effiziente Lösungsstrategien zur Festigung der biotechnologischen Schlüsselrolle im Sinne einer nachhaltigen Ökoeffizienz entwickeln sich hierbei durch eine regelmäßige Zusammenarbeit, einem ständigen Dialog sowie den Austausch von Wissen. Die gemeinsame Lösungssuche wird von den beteiligten Partnern somit als Wertschöpfung betrachtet. Eine Vereinheitlichung des Informationsgehaltes von Produkt- und Prozessattributen entlang der Prozesskette, in Verbindung mit analytischen Daten, stellt in diesem Zusammenhang einen systematischen und proaktiven Entwicklungsansatz für eine konsistente Prozess­entwicklung über alle Ebenen dar. Die konsequente Umsetzung dieser Prinzipien ermöglicht es biotechnologische Produktionsprozesse in Zukunft schneller zu realisieren und insgesamt lukrativer sowie effizienter umzusetzen.
Das APZ fungiert als transferierende Brücke zwischen der industriellen und der akademischen F&E und bildet ein virtuelles Kompetenznetzwerk qualifizierter Einrichtungen im naturwissenschaftlichen Bereich mit einem biologisch-technischen Schwerpunkt. Die Tätigkeit des Zentrums zielt dabei auf die nachhaltige Stärkung der Innovationskraft und der Wettbewerbsfähigkeit seiner Partner ab. Ausgehend der zugrunde liegenden Zentrumsfaktoren konnten bereits im Rahmen der Eröffnung am 07.07.2017 zahlreiche Partner gewonnen werden.

Namentlich zu nennen sind hier der Hauptprojektpartner Eppendorf, Hamilton Germany, Blue Sens gas sensor sowie die Trace Analytics.

Für eine umfassende Analyse fokussiert sich die Fermfactory nicht nur auf die Abbildung des Reaktorinnenraums, sondern inkludiert weitere messbare relevante Prozessparameter aus den Bereichen des Pre- und Post-processings. So entsteht eine zusammenhängende Prozesshistorie, die sich von der Entnahme der Kultur, über die Vorkultivierung bis hin zur Produktbildung und der anschließenden Aufarbeitung sowie Lagerung erstreckt. Seit der Eröffnung haben sich weitere Partner der Fermfactory angeschlossen.
Mit den zusätzlichen Unternehmen, aquila biolabs, Plato, Bio-ITech sowie 4Biocell ist im Juni 2019 ein dreitägiges Workshop-Seminar (Bioprocessingfactory) veranstaltet worden. Im Fokus stand hier die fortschreitende Vernetzung von Fermentationsprozessen mittels der Integration analytischer- und sensorischer Monitoring-Tools und den daraus resultierenden effizienten Umgang mit den gewonnenen Daten. Gleichzeitig gab die Veranstaltung Raum für wissenschaftliche Vorträge und bilaterale Gespräche. Entlang einer exemplarischen biotechnologisch-basierten Wertschöpfungskette wurden die Teilnehmer, anhand praxisorientierter Workshops und Vorträge, durch die zusammenhängende Prozesshistorie geleitet.
Mit dem Ziel ein zukunftsweisendes Modul für den interdisziplinären Informationstransfer zu festigen, sind zusätzliche Weiterbildungsprogramme geplant. In diesem Zusammenhang ist eine größere Veranstaltung alle zwei Jahre vorgesehen, kleinere in unregelmäßigen Abständen. Womit das Zentrum als innovative Plattform für den nationalen und internationalen Wissens- und Technologietransfer und gleichzeitig als wichtiges PR-Element dient. Dies erlaubt es industriellen Unternehmen und Wissenschaftlern ein gesamtheitliches Konzept der Prozessindus­trie bedarfsgerecht weiterzuentwickeln. Folgerichtig obliegt das Hauptziel in der Bündelung der bei den Partnern vorhandenen Spitzenleistung zu einem umfassenden Kompetenzzentrum, welches als Anbieter für angewandte Forschung international konkurrenzfähig ist. Perspektivisch sind hierbei weiterführende Kooperation externer Projektpartner geplant und erwünscht.
 
Das Projektprofil wurde von M. Sc. Maike Riel (AG Bioprozesstechnik, Westfälische Hochschule) geschrieben.
 
 
Fermfactory / RWTH Aachen: Status – Mission – Vision
Die Motivation der Fermfactory liegt in der Demonstration von Optimierungsmöglichkeiten innerhalb biotechnologischer Prozessführung. In diesem Zusammenhang werden geeignete Infrastrukturformate moduliert, welche den Arbeitsablauf und die einhergehende Datenaufbereitung effektiver gestalten. Optimierung beschreibt hier ferner eine erhöhte Produktausbeute, sondern vielmehr eine erhöhte Stabilität, welche hier mit Reproduzierbarkeit zu verbinden ist. Diese kann nur durch ein tiefgreifendes Verständnis der Produktionskette erlangt werden. Dabei soll nicht primär die singuläre Verwendung von innovativen Applikationen, welche von Natur aus schon mit Vorteilen einhergehen, bewiesen werden. Die Fragestellung untersucht vielmehr, wie eine Kombination dieser einen Nährwert für die Biotechnologie innehält.

 

 
Kontakt   
Prof. Dr.-Ing. Frank Eiden

RWTH Aachen (iAMB)
Westfälische Hochschule Recklinghausen
AG Bioprozesstechnik
frank.eiden@w-hs.de
 
Prof. Dr.-Ing. Lars M. Blank
RWTH Aachen (iAMB)
Westfälische Hochschule Recklinghausen
lars.blank@rwth-aachen.de
www.apz-rl.de/Ferm-Factory

 

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