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In diesem Verbundprojekt wird die Entwicklung eines diffusiv gesteuerten Mikrobioreaktorsystems entwickelt und untersucht. Ziel ist es, ein Fed-Batch-System für mikrobielle Kultivierungen im Kleinstmaßstab zu entwickeln.

Biotechnologische Produktionsprozesse in industriellem Maßstab werden heute überwiegend im Fedbatch-Betrieb realisiert. Gründe hierfür sind unter anderem höher erzielbare Produktivitäten der Mikroorganismen sowie die Möglichkeit, den Kultivierungsprozess strikt über die Substrataufnahme der Organismen steuern zu können. Das Medien- und Stamm-Screening hingegen erfolgt klassischerweise im Batch-Betrieb. Die Diskrepanz der jeweiligen Betriebsarten führt daher bereits in einem sehr frühen Schritt der Prozessentwicklung durch den dort herrschenden Selektionsdruck zu einer falschen Stammauswahl. Aus diesem Grund ist das Ziel des hier beschriebenen Verbundprojekts, eine diffusiv gesteuerte Substratdosierung für Mikrobioreaktoren zu entwickeln und deren Vorteile in unterschiedlichen Kultivierungsexperimenten zu erforschen und zu belegen. Neben der gemeinschaftlichen Entwicklung des Gesamtsystems im interdisziplinären Verbundvorhaben erfolgt seitens des Lehrstuhls für Bioverfahrenstechnik die Charakterisierung der Freisetzungskinetik durch die Diffusionsbarriere. Durch Modellbildung und Simulation soll die Substrat-Diffusion in die Kulturlösung mathematisch berechnet und für unterschiedliche Randbedingungen optimiert werden. Die mathematische Charakterisierung des Gesamtsystems wird durch entsprechende Kultivierungsversuche validiert werden. Durch Vergleichsversuche zwischen Mikrobioreaktor und Rührkesselreaktor soll die Ähnlichkeit der beiden Kultivierungssysteme gezeigt werden. Bei diesem Verbundprojekt handelt es sich um ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Forschungsvorhaben. Projektpartner sind der Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik (AVT.BioVT, www.avt.rwth-aachen.de), das Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC, www.itmc.rwth-aachen.de) (beide RWTH Aachen) sowie die Firmen m2p-labs GmbH, Aachen (www.m2p-labs.com) und Cevec Pharmaceuticals GmbH, Köln (www.cevec.com).