Wissensbasierte Prozessintelligenz - Stabile Prozesse für die Bioproduktion

In der industriellen Biotechnologie werden Mikroorganismen als Mini-Fabriken eingesetzt und in kubikmetergroßen Reaktoren unter möglichst optimalen Bedingungen kultiviert.  Ob jedoch das Produkt – etwa ein Enzym oder ein pharmazeutischer Wirkstoff – in der gewünschten Qualität entstanden ist, wird in der Regel erst nach der Produktion überprüft. Dieser nachträgliche Kontrollschritt ist aufwendig und teuer, manchmal müssen sogar ganze Chargen verworfen werden.

Biotechnologen wünschen sich, schon direkt während der Produktion im Bioreaktor die Qualität der produzierten Stoffe zu beobachten, diese zu kontrollieren und zu beeinflussen. Genau das ist auch das Ziel der strategischen Allianz „Wissensbasierte Prozessintelligenz“, zu der sich unter Federführung der Firma Sartorius in Göttingen bundesweit 20 Partner aus akademischer Forschung und Industrie zusammengetan haben. Das Netzwerk startet im Sommer 2014 und bringt für die nächsten sechs Jahre insgesamt rund 20 Millionen Euro auf. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) steuert im Rahmen der „Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie“ rund 9 Millionen Euro bei. Die neue Allianz hat sich vorgenommen, eine Sensor- und Software-Plattform aufzubauen, die innovative Messtechnik mit modernen Methoden der Datenauswertung kombiniert. Als Besonderheit werden sich alle Beteiligten des Netzwerks auf zwei Modellprozesse aus der Lebensmittelbiotechnologie und der Arzneiproduktion konzentrieren. Den akademischen Partnern kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu. So wird ein Team an der Universität Hannover ein Hamsterzellkultursystem für die Produktion von Biopharmazeutika studieren, während an der Technischen Universität München ein Modellprozess mit der Hefe Pichia pastoris aufgebaut wird. Aufbauend auf einem besseren Prozessverständnis werden die beteiligten Partner innovative Sensortechnik entwickeln und sie mit modernen Methoden der Datenanalyse und Modellierung kombinieren. So entsteht eine Hardware- und Software-Plattform, die künftig eine kontinuierliche Beobachtung der Produktion, höhere Prozesssicherheit und zuverlässig hohe Qualität garantieren soll. Das aufgebaute Know-how werden dann in der zweiten Projektphase Anwender aus der Industrie, zu denen Unternehmen aus der Lebensmittelbiotechnologie, der Brauindustrie sowie der Biopharma-Herstellung gehören, auf ihre hauseigenen Prozesse übertragen.

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