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Abschlussveranstaltung des Forschungskollegs iProcess am Umwelt-Campus Birkenfeld

Vertreterinnen und Vertreter der TH Bingen, der HS Trier und der RPTU Kaiserslautern-Landau mit Staatssekretär Dr. Alt (Mitte) bei der Überreichung des Sammelbandes zum Forschungskolleg iProcess. Foto: Umwelt-Campus Birkenfeld, Jannik Scheer

Prof. Dr. Roland Ulber (RPTU Kaiserslautern-Landau) stellt die Ergebnisse des Forschungskolleg vor. Foto: Umwelt-Campus Birkenfeld, Jannik Scheer

Laborleiter Prof. Dr. Percy Kampeis (links) mit Präsidiumsmitgliedern, Beschäftigten des Ministeriums und Staatssekretär Dr. Alt (4. v. l.) im Labor Bioaufbereitung. Foto: Umwelt-Campus Birkenfeld, Jannik Scheer

Am 17. Januar 2023 besuchte Dr. Denis Alt, Staatssekretär für Wissenschaft und Gesundheit Rheinland-Pfalz, anlässlich der Abschlussveranstaltung des Forschungskolleg iProcess den Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier.

In dem Forschungskolleg iProcess arbeiteten Forschende der Technischen Hochschule Bingen (TH Bingen), des Umwelt-Campus Birkenfeld (UCB) der Hochschule Trier (HS Trier) und der Rheinland-Pfälzisch Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU Kaiserslautern-Landau) aus den Bereichen Maschinenbau, Verfahrenstechnik, Biotechnologie, Chemie und Thermodynamik eng zusammen, um gemeinsam Promovierende auszubilden und hoch qualifizierten, wissenschaftlichen Nachwuchs ideal für Tätigkeiten in der Industrie und der Academia vorzubereiten.

„Das Forschungskolleg iProcess zeigt vorbildlich, wie eine funktionierende Kooperation zwischen zwei Hochschulen für angewandte Wissenschaft und einer Universität weitere Früchte trägt. Thematisch widmet sich das Kolleg der Entwicklung verfahrenstechnischer Grundlagen, um Pilze und Cyanobakterien als Produktionsorganismen für pharmazeutisch wirkende Substanzen zu nutzen. Es zahlt somit bereits seit 2018 auf den aktuellen landespolitischen Schwerpunkt „Biotechnologie“ ein. Denn nicht erst seit der Ihnen allen bekannten Erfolgsgeschichte von BioNTech fördert das Land die Forschung und die Ausbildung von Fachkräften auf dem Gebiet der Biotechnologie. Gleichzeitig freue ich mich natürlich auch aus hochschulpolitischer Sicht, dass wir mit iProcess das erste Forschungskolleg in dieser Förderlinie und zu einem aktuellen Forschungsthema fördern konnten.

Seit dem Start des Förderprogramms „Forschungskollegs Rheinland-Pfalz“ werden im Zeitraum 2018 bis 2025 zehn Kollegs mit Mitteln in Höhe von insgesamt rund 6,9 Mio. Euro bezuschusst. Mehr als 60 Doktorandinnen und Doktoranden profitierten und profitieren von dieser Förderung“, sagt Wissenschaftsstaatssekretär Dr. Denis Alt.

Durch das vom Land Rheinland-Pfalz geförderte Konsortium erfolgte eine enge Verknüpfung der Hochschulen für angewandte Wissenschaften und der Rheinland-Pfälzisch Technischen Universität Kaiserslautern-Landau, Campus Kaiserslautern, um anhand zweier Modellprozesse gemeinsam innovative Prozessstrategien zu erarbeiten.

„In iProcess konnten wir auf einer seit vielen Jahren bewährten Zusammenarbeit zwischen Kaiserslautern, dem UCB und der TH Bingen aufbauen!“, stellt Prof. Dr. Werner Thiel, Vizepräsident für Forschung der RPTU Kaiserslautern-Landau, fest, der selbst als Arbeitskreisleiter am Forschungskolleg beteiligt war. „Die starke Vernetzung im Bereich der biotechnologischen Forschung und die kurzen Wege sind für uns klare Vorteile. Die wertvollen Erfahrungen, die wir in diesem Projekt sammeln konnten stärken insgesamt den Weg zum Biotechnologiestandort.“

„Durch die hervorragende Zusammenarbeit im iProcess-Forschungskolleg ist es gelungen, Promovierenden eine ideale Grundlage für eine Karriere in Industrie und Wissenschaft zu schaffen. Das übergeordnete wissenschaftliche Ziel des anwendungsorientierten Forschungskonsortiums war es, die verfahrenstechnischen Grundlagen für den Einsatz von Pilzen und Cyano-Bakterien als Produktionsorganismen für pharmazeutische Wirkstoffe zu entwickeln, wobei die Komplexität und der instationäre Charakter vieler Bioprozesse sowie die Bedeutung eines effizienten Prozess- und Energieeinsatzes berücksichtigt werden sollten.“, hob die Präsidentin der HS Trier, Prof. Dr. Dorit Schumann, bei der Begrüßung hervor.

Prozessentwicklungen im Bereich der chemischen, biotechnologischen und pharmakologischen Verfahren stehen 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. Hinzu kommt, dass sehr häufig stationäre Zustände angenommen werden, obwohl viele Prozesse instationär in der absatzweisen Betriebsweise (sog. Batch-Prozess) ablaufen. Es ist daher wesentlich, den Verfahrensingenieur:innen bereits in der Ausbildung nachhaltig zu vermitteln, dass ein Zusammenspiel all dieser Effekte von größter Bedeutung für einen effizienten Produktionsprozess ist. Auch die Frage nach effizienten Methoden zur Aufarbeitung des Produktes muss zu Beginn einer Prozessentwicklung gestellt werden. Hier können u. a. Methoden des Molecular Modellings helfen, um Prozessstrategien zu entwerfen, die bei minimalem Energieaufwand maximale Performance ermöglichen.

„Das Forschungskolleg hat die Vernetzung der TH Bingen mit den beiden kooperierenden Hochschulen nachhaltig vertieft und auch zahlreichen Studierenden im Rahmen von Praxismodulen eine Vertiefung im Bereich der Produktion antimikrobieller Wirkstoffe ermöglicht. Die Forschungsarbeiten führten zu einem respektablen wissenschaftlichen Output und bereits auch zu neuen gemeinsamen wissenschaftlichen Forschungsvorhaben. Es freut mich daher sehr, dass wir nun mit dem kürzlich gestarteten Forschungskolleg ParaMorphoPharm eine Kontinuität in dieser Vernetzung etablieren konnten.“, so die Präsidentin der TH Bingen Prof. Dr. Antje Krause.

Quelle: Umwelt-Campus Birkenfeld

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