Bioverfahrenstechnik und Downstream Processing
Die Gruppe Bioverfahrenstechnik und Downstream Processing forscht und lehrt in den Gebieten Bioprozesstechnik, Bioraffinerie-Technologie und Aufreinigungstechnologie. Unser Schwerpunkt ist die nachhaltige Verfahrensentwicklung zur Nutzung nachwachsenden Rohstoffe als Ersatz für Öl, Gas und Kohle. Exemplarische Entwicklungen sind Biokraftstoffe und Wasserstoff aus Lignocellulose und Bioabfall oder abbaubare Kunst- sowie Verbundwerkstoffe.
Methodisch können in unseren Laboren die Wertschöpfung von der Pflanze, über mikrobielle Produktion bis zum aufgereinigten Produkt im Labor durchgeführt werden. Verschaffen Sie sich unten einen Überblick über die Laborausstatttung der Gruppe.
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Forschungsgebiete
PLAntCycle
Integrierte mikrobiologische Konversion pflanzlicher Rohstoffe in den Biokunststoff PLA (2022-2025)
Foto: FH Aachen | Tippkötter
PLAntCycle
Integrierte mikrobiologische Konversion pflanzlicher Rohstoffe in den Biokunststoff PLA (2022-2025)
In dem akademisch-industriellen Verbundprojekt werden mechanische, thermische und biotechnologische Vorbehandlungsverfahren von nachwachsenden Rohstoffen entwickelt. Die Rohstoffe werden eingesetzt, um mit Mikroorganismen den Biokunststoff PLA herzustellen.
eSuccinat
Mikrobielle Elektrosynthese von Bernsteinsäure (2023-2025)
Foto: FH Aachen | Tippkötter
eSuccinat
Mikrobielle Elektrosynthese von Bernsteinsäure (2023-2025)
Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der mikrobiellen Succinatproduktion unter Einsatz elektrischer Energie. Hierdurch können die Ausbeute und Produktivität des Verfahrens gesteigert und ein kostengünstiger Biokunststoff hergestellt werden. Die eingesetzten Mikroorganismen sind in der Lage, gasförmiges CO2 zu speichern. Somit kann das Verfahren eine Power2X-Technologie nutzen, um CO2 in Kunststoff zu konvertieren.
BioH2
Mikrobielle Wasserstoffproduktion aus kommunalen und landwirtschaftlichen Reststoffen (2021-2025)
Foto: FH Aachen | Tippkötter
BioH2
Mikrobielle Wasserstoffproduktion aus kommunalen und landwirtschaftlichen Reststoffen (2021-2025)
In dem Verbundvorhaben werden thermophile Enzyme und Mikroorganismen eingesetzt, um nachwachsende Rohstoffe in Wasserstoff zu konvertieren. Ziel ist die Entwicklung von Produktionsverfahren, die in die bestehende Biogas-Infrastruktur integriert werden können. Weitergehendes Ziel ist es, elektrische Überschussenergie in den Stoffwechsel der Mikroorganismen zu transferieren. Auf diese Weise können in einem robusten, einfachen System nachwachsende Rohstoffe und nachhaltige Energie in Wasserstoff gespeichert werden.
KaNu Gras
Etablierung einer sequentiell gekoppelten Kaskadennutzung von Deutschem Weidelgras (2021-2024)
KaNu Gras
Etablierung einer sequentiell gekoppelten Kaskadennutzung von Deutschem Weidelgras (2021-2024)
Im Verbundvorhaben arbeiten Saatenzüchter und Bioprozesstechniker zusammen, um nachhaltige Produktionsverfahren aus neuen Weidelgraszüchtungen zu entwickeln. Unsere Gruppe produziert daraus Futtermittelproteine, Lactat und neue Verbundmaterialien. Darüber hinaus werden multivariate analytische Methoden entwickelt (ATR-MIR/NIR und DSC), um Zuckergehalte der pflanzlichen Rohstoffe zu erfassen.
BioHydroMax
Ausbeutemaximierung der Wasserstoffproduktion mit Thermotoga sp. (2022-2023)
Foto: FH Aachen | Gottschalk
BioHydroMax
Ausbeutemaximierung der Wasserstoffproduktion mit Thermotoga sp. (2022-2023)
In dem Vorhaben wird ein hyperthermophiler Bioreaktor um eine quantitative Online-Gasanalytik erweitert. Das System dient der Optimierung eines mikrobiolgischen Prozesses zur Herstellung von Wasserstoff aus nachwachsenden Rohstoffen.
Dienstleistungen
Beantragung von Verbundprojekten
Foto: FH Aachen
Suchen Sie nach einer mehrjährigen Kooperation zur Weiterentwicklung und Technologien und Verfahren im Bereich Bioprozessentwickung oder der Verarbeitung regenerativer Rohstoffquellen? Gemeinsam erarbeiten wir ein Konzept für ein Verbundvorhaben, auf dessen Grundlage eine Forschungsförderung für 2-5 Jahre beantragt wird.
Auftragsforschung
Foto: FH Aachen | Gottschalk
Haben Sie eine Problemstellung im Bereich der Bioprozessentwicklung, Konversion nachwachsender Rohstoffe oder Bioanalytik? Gerne stellen wir unsere Expertise und methodischen Fähigkeiten für eine Machbarkeitsstudie oder Auftragsforschung zu Verfügung.
Analytische Fragestellungen
Foto: FH Aachen | Gottschalk
Unsere umfangreiche analytische Ausstattung kann genutzt werden, um komplexe organische Ausgangsstoffe zu Charakterisieren. Unsere Schwerpunkte liegen in den Bereichen HPLC- und GC-Analytik von Kohlenhydraten, Alkoholen und Carbonsäuren. Ferner multivariater Verfahren im Bereich MIR/NIR, UV/Vis und DSC.
Lehrangebot
Bioverfahrenstechnik
Foto: FH Aachen | Gottschalk
Bioverfahrenstechnik
Die Bioverfahrenstechnik dient der technischen Auslegung enzymatischer und mikrobieller Bioproduktionsprozesse. Hierfür wird das Wissen um Stoff- und Wärmebilanzen in Bioreaktoren angewendet, um diese zu Dimensionieren. Von besonderer Bedeutung sind hierbei der Sauerstofftansport, das Duchmischungsverhalten und die Einbindung des Bioreaktors in eine Produktionsperipherie.
Downstream Processing
Foto: FH Aachen | Tippkötter
Downstream Processing
Die Aufarbeitung biotechnologischer Produkte (Downstream Processing) ist der apparativ aufwändigste und meist kostenbestimmende Prozess einer Bioprozesskette. Die Vorlesung Downstream Processing gibt einen Überblick über die Besonderheit des Arbeitens mit biotechnologischen Produkten. Dabei wird die gesamte Aufreinigungskette vom Fermenter bis zum Produkt durchgegangen und die wichtigsten Grundoperationen erklärt.
Verfahrenstechnik
Foto: FH Aachen | Gottschalk
Verfahrenstechnik
Das Modul Verfahrenstechnik gibt eine Übersicht über die wichtigen Grundoperationen der chemischen und biotechnologischen Industrie. Es werden die bedeutendsten Konzepte der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik, sowie Grundprinzipien der Bioprozesstechnik erläutert.
Downstream Processing für Fortgeschrittene
Foto: FH Aachen | Gottschalk
Downstream Processing für Fortgeschrittene
Fortgeschrittene kontinuierliche Verfahren zur Aufreinigung von Bioprodukten. Schwerpunkte des Kurses liegen in den Bereichen der fortgeschrittenen Chromatographie, kontinuierlicher Aufreinigungsverfahren und elektrochemischer Prozesse. Die theoretischen Grundlagen werden anhand von Praxisdemonstrationen im Labor, numerischen Modellierungen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen vertieft.
Lebensmittelbiotechnologie und Brautechnik
Foto: FH Aachen | Tippkötter
Lebensmittelbiotechnologie und Brautechnik
Der Kurs umfasst verschiedene Bioprozesse und biochemische Grundlagen der Lebensmittelproduktion. Die Brauereitechnik vereint die Disziplinen der weißen Biotechnologie: Vorbehandlung nachwachsender Rohstoffe, enzymatische Konversion von Polymeren und die mikrobielle Produktion. Neben den historischen und theoretischen Hintergründen können die Teilnehmenden ein eigenes Braurezept entwerfen und in deri 100 L Brauanlage des Lehrgebiets ein Semesterbier herstellen.