Forschung und Dienstleistung

Forschungsprojekte

Laufende hoheitliche Forschungsvorhaben am Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik

  • PLAntCycle (BMBF), 10.2022-09.2025: Hier wird die Skalierung von Bioraffinerien untersucht, die mikrobielle Prozesse zur Produktion von Biokunststoffen nutzen. Im Mittelpunkt stehen die Prozessoptimierung und der Transfer dieser Technologien in den industriellen Maßstab. Ziel ist es, aus verschiedenen biogenen Reststoffen Polymere zu gewinnen, die als Basis für Bioplastikprodukte dienen können.
  • eSuccinat (BMEL), 01.2023-12.2025: Die Produktion von Biokunststoffen aus CO₂ steht im Mittelpunkt dieses Projekts. Durch elektrobiotechnologische Verfahren wird CO₂ in Bernsteinsäure umgewandelt, die als Basis für Biopolymere genutzt wird. Dies trägt zur Schaffung einer CO₂-neutralen Wertschöpfungskette bei, indem Kohlendioxid als Rohstoff genutzt wird, um hochwertige Materialien herzustellen.
  • AUFBRUCH (BMBF), 03.2024-02.2028: In diesem Projekt wird die Produktion und Reinigung von Ustilaginsäure aus zellulosehaltigen Reststoffen erforscht. Ustilaginbsäure hat zahlreiche Anwendungen in der chemischen Industrie, und das Projekt zielt darauf ab, den Produktionsprozess nachhaltiger und kostengünstiger zu gestalten, indem Reststoffe als Ausgangsmaterialien verwendet werden.
  • BioH2 (NRW), 06.2021-12.2025 : Dieses Projekt erforscht die Produktion von Wasserstoff. Ziel ist es, durch den Einsatz hyperthermophiler Mikroorganismen, die unter extremen Bedingungen arbeiten, eine nachhaltige und kostengünstige Wasserstoffproduktion zu ermöglichen. Diese Mikroorganismen nutzen biogene Reststoffe, um Wasserstoff zu erzeugen, und bieten Potenzial für eine dezentralisierte Energiegewinnung.
  • Waste2H2: Im Rahmen dieses Projekts wird die mikrobielle Wasserstoffproduktion aus Abfällen erforscht. Es zielt darauf ab, organische Abfallströme, die bisher ungenutzt bleiben, für die Wasserstoffproduktion zu erschließen. Der Fokus liegt auf der Entwicklung von Technologien, die Abfallströme in verwertbare Energieträger umwandeln, was sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile bietet.
  • Straw2PLA: Hier geht es um die thermische Vorbehandlung von Stroh zur Herstellung von Polymilchsäure (PLA), einem Bioplastik. Stroh, ein weitverbreiteter landwirtschaftlicher Reststoff, wird aufbereitet, um seine Cellulose für die biotechnologische Umwandlung zugänglich zu machen. Ziel ist es, Bioplastik aus nicht-essbaren pflanzlichen Reststoffen zu produzieren, was eine nachhaltige Alternative zu petrochemischen Kunststoffen darstellt.
  • BioHydroMax: Dieses Projekt befasst sich mit dem Aufbau eines kontinuierlichen Systems zur Gasquantifizierung. Es geht darum, Wasserstoff- und Biogasproduktionen in Echtzeit zu überwachen, um die Prozesse besser steuern und optimieren zu können. Dies ist ein wesentlicher Schritt zur Effizienzsteigerung von Biogasanlagen und Wasserstoffproduktionsanlagen.
  • CircuFib: Hier steht die nachhaltige Verwertung von Einweggeschirr im Vordergrund. Ziel ist es, Fasern aus dem Geschirr zu recyceln und die Kaskadennutzung zu erforschen, um mehrere Produkte aus den Rohstoffen zu gewinnen. Damit soll das Projekt einen Beitrag zur Reduktion von Kunststoffabfällen leisten und die Wertschöpfung aus Einwegprodukten erhöhen.

Darüber hinaus arbeiten wir gemeinsam mit unseren wirtschaftlichen Partnern an verschiedenen angewandten Entwicklungen als Auftragnehmer.

Abgeschlossene Forschungsvorhaben

  • KaNu-Gras: Etablierung einer sequentiell gekoppelten Kaskadennutzung von Deuts06.2021chem Weidelgras - Teilvorhaben 3: Verfahrenstechnische und biotechnologische Vorbehandlung von Weidelgras zur Produktion von Einzellerproteinen (BMEL/FNR e.V.), 05.2020-06.2023
  • eBioH2: Elektrisch verstärkte mikrobielle Wasserstoffproduktion (NRW); 06.2021-06.2023
  • TreBec - Herstellung eines Mehrwegbechers aus Treber (BMBF), 2020-2021
  • Bioreaktor zur mikrobiellen Elektrosynthese (BMBF), 2020-2021
  • Entwicklung einer Mikroreaktor-Reaktionsplattform für katalytische Kaskadenreaktionen (DFG), 2014-2018
  • BioBond - Entwicklung eines biomimetischen Klebstoffs aus ligninhaltigen Pflanzenresten (BMEL/FNR e.V.), 2016-2019
  • Wertstoffgewinnung aus dem nachwachsenden Rohstoff Lignin - Abfallfreie Extraktion und Chromatographie (BMBF), 2019-2020
  • Innovationen in der Digitalen Hochschullehre - Augmentierte Realität und digitale Methoden im handlungsorientierten Praktikum (MKW), 2019-2020
  • Integriertes Graduiertenkolleg im Sonderforschungsbereich 926 (DFG), 2015-2019
  • Nachwuchsgruppe - Lokale Vorbehandlung nachwachsender Rohstoffe für Bioraffinerien (BMEL/FNR e.V.); 2012-2017

Wie bieten

Forschungsschwerpunkte

Am Lehrgebiet werden verschiedene Schwerpunktbereich im Umfeld der Nachhaltigkeit und Bioökonomie verfolgt:

  • Bioraffinerie-Technologie für nachwachsende Rohstoffe
  • Bioprozessentwicklung und Elektrobioverfahrenstechnik
  • Stoffliche Nutzung von Lignin
  • Modellbildung und Analytik

Methodische Fähigkeiten des Laborteams

  • Vorbehandlung nachwachsender Rohstoffe (Zerkleinerung, Klassierung, Trocknung, Organosolv, Acetosolv, Silierung u. v. m.)
  • Herstellung und Modifikation neuer Biopolymere (Bioklebstoff, Formmaterialien aus Bioverbundwerkstoffen)
  • Wasserstoffproduktion unter biotechnologischer Konversion nachwachsender Rohstoffe
  • Analytik in Fermentations- und Extraktionsmedien (HPLC, scHPLC, GC, DSC, UV/Vis, NIR, MIR u.v. m)
  • Integrierte Fermentationsprozesse in Bioreaktoren
  • Herstellung und Aufreinigung von Bioprodukten (Filtrationen, FPLC, Extraktion, Rektifikatio

Dienstleistungen

Das Lehrgebiet Bioverfahrenstechnik bietet Forschung und Entwicklung in Form von Verbundprojekten oder als Auftrag an. Mit einer Forschungsfläche von über 500 qm steht eine umfangreiche Ausstattung für Verfahrensentwicklungen und Analysen zur Verfügung. Unser Team freut sich auf Ihre Anfragen und Anregungen!

Leistungsangebot

  • Machbarkeitsstudien für Verfahren zur Nutzbarmachung nachwachsender Rohstoffe
  • Entwicklung gemeinsamer Förderanträge (BMBF, BMEL, ZIM, DFG)
  • Stoffstromsimulation, Modellierung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen von Bioprozessen

Kooperative Promotionen

Als Mitglied des Promotionskollegs für angewandte Forschung der Fachhochschulen in Nordrhein-Westfalen (PK NRW) in der Fachgruppe Ressourcen und in Kooperation mit der Technischen Universität Kaiserslautern bieten wir  Promotionen in Forschungsprojekten am Campus Jülich an.