Integrierte Biotechnologie und Prozesstechnik

(Integrated Biotechnology and Process Engineering)

Sprecher:

Zusammenfassung:

Die Forschung auf dem Gebiet der „Integrierten Biotechnologie und Prozesstechnik” ebnet den Weg zu einem nachhaltigen Umgang mit den begrenzten Rohstoffen der Welt. Ziel des interdisziplinären Forschungsschwerpunkts ist es, Verbesserungen in den Bereichen wirtschaftlicher Wertschöpfung und damit der Wettbewerbsfähigkeit sowie der Beschäftigungssituation in der Deutschen Industrie zu erreichen.

Die Industrielle oder auch Weiße Biotechnologie setzt biologische Systeme für eine nachhaltige Herstellung von (Fein-) Chemikalien, Wirkstoffen, neuen Materialien und Energieträgern aus nachwachsenden Rohstoffen ein. Sie orientiert sich dabei am Leitbild der Nachhaltigkeit und entwickelt Konzepte auch unter den Aspekten der ökologischen und sozialen Verträglichkeit.

Die klassischen Disziplinen der Chemie und Biologie stellen Katalysatoren bereit, die in der organischen Synthese eingesetzt werden können. Prinzipiell ist es hier die Aufgabe der Verfahrenstechnik, diese zumeist im Labormaßstab etablierten Synthesen in einen industriellen Maßstab zu übertragen und die wirtschaftliche Realisierbarkeit zu gewährleisten. Ziel des Forschungsschwerpunkts „Integrierte Biotechnologie und Prozesstechnik” ist es, die Potenziale der Weißen Biotechnologie verstärkt weiterzuentwickeln und voranzutreiben, um sie künftig aktiv nutzen zu können. Dazu gehört die Erschließung neuer, ungewöhnlicher Biokatalysatoren ebenso wie die Entwicklung und Optimierung von Prozessen im Hinblick auf eine deutliche Steigerung im Bereich der Energie- und Ressourceneffizienz.

Mit der Umsetzung dieser wissenschaftlichen Projekte sind große Herausforderungen für Forschung und Technologie verbunden: Nur mit Hilfe neuester methodischer Entwicklungen kann die, für eine Wettbewerbsfähigkeit nötige, Effizienzsteigerung bei der Erzeugung von Energie aus Biomasse oder von biotechnologischen Prozessen erreicht werden. Diese müssen die Nutzung ungewöhnlicher Reaktionsbedingungen und -systeme oder die Verwendung innovativer Materialien sowie die mathematische Modellierung biologischer Systeme zum Gegenstand haben. Eine aktive interdisziplinäre Zusammenarbeit von Mikrobiologen, Chemikern, Biotechnologen und Ingenieuren, die in der Struktur des Forschungsschwerpunktes angelegt ist, ist daher unbedingt notwendig. Ein Netzwerk von mit dem Forschungsschwerpunkt verbundenen KMU, aber auch Großunternehmen aus Chemie und Life Sciences stellt sicher, dass nicht „im Elfenbeinturm” geforscht wird, sondern praxisrelevante Aufgabenstellungen mit hohem industriellen Umsetzungspotential in Angriff genommen und bearbeitet werden.

Auf diese Weise können und sollen beispielsweise pflanzliche Abfallstoffe, wie etwa Stroh oder Holzreste, nicht nur als Energie-, sondern auch als Rohstofflieferanten genutzt werden. Weiterhin wird daran gearbeitet, die Palette der für Biomassekraftwerke nutzbaren Rohstoffe so zu erweitern, dass einer Konkurrenz mit Nahrungsquellen entgegengewirkt wird. Die Wirtschaftlichkeit von Bioraffinerien kann darüber hinaus durch die kombinierte Erzeugung von Biogas und Biokraftstoffen sowie weiterer Produkte und Wertstoffe für die chemische Industrie erhöht werden.

Um die Forschungsaktivitäten zu beschleunigen und auf eine breite Basis zu stellen, streben die am Forschungsschwerpunkt „Integrierte Biotechnologie und Prozesstechnik” beteiligten Institute die Initiierung und Koordinierung gemeinsamer interdisziplinärer Drittmittelprojekte auf verschiedenen Ebenen sowie die Etablierung eines Sonderforschungsbereichs an der TUHH an. Durch die auf diese Weise neu gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse soll eine weit sichtbare Außenwerbung für die TUHH erzielt werden.

Mit der Koordination der zwei vom BMBF geförderten Cluster „BIOKATALYSE2021 – Nachhaltige Biotechnologie auf neuen Wegen” und „BIORAFFINERIE2021 – Energie aus Biomasse” sowie des DFG-geförderten Schwerpunktprogramms „Poröse Medien mit definierter Porenstruktur in der Verfahrenstechnik – Modellierung, Anwendung, Synthese” und der Teilnahme an der Landesexzellenzinitiative Hamburg verfügt der Forschungsschwerpunkt bereits über mehrere Leuchtturmprojekte. Zum Gelingen der zahlreichen Forschungsvorhaben trägt auch die exzellente Infrastruktur an der TUHH bei: Sie besitzt das Alleinstellungsmerkmal, die Gesamtprozesskette vom Gen bis zum komplexen Verfahren im Technikumsmaßstab bearbeiten zu können. Auf diese Weise können neue umweltfreundliche Entwicklungen aus dem Forschungsschwerpunkt besonders schnell in angewandte Technologien überführt werden.

An der Schnittstelle zwischen den Ingenieurwissenschaften, den molekularen Naturwissenschaften und den Materialwissenschaften liegend, trägt der TUHH-Forschungsschwerpunkt „Integrierte Biotechnologie und Prozesstechnik” mit seinem hohen Innovationspotenzial somit aktiv dazu bei, den wissenschaftlichen, technologischen und wirtschaftlichen Vorsprung für Deutschland weiter auszubauen.

Homepagewww.tuhh.de/fsp-bioprozesstechnik