Das Projekt "Verbesserte Herstellung von Bioprodukten durch Aktivierung von Fermentationsprozessen (BIOFERM)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bandelin electronic GmbH & Co. KG durchgeführt. Problemstellung: Bei der wirtschaftlichen Betrachtung biotechnischer Prozesse zur Herstellung pharmazeutischer und lebensmitteltechnischer Produkte in Bioreaktoren ist die Raum-Zeit-Ausbeute häufig ein entscheidendes Kriterium. Zur Steigerung dieser Umsatzleistung werden beispielsweise Spezialstämme an Mikroorganismen, verbesserte Substrate und optimierte Reaktoren und Prozessführungen eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Raum-Zeit-Ausbeute ist der Eintrag von Ultraschall in den Bioreaktor. Grundlegende Untersuchungen zur Steigerung der biologischen Aktivität durch die Wirkung von Ultraschall wurden in einem vorhergehenden EU-Forschungsvorhaben durchgeführt. Dabei wurden geeignete Schallfrequenzen und Leistungseinträge zur Umsatzsteigerung verschiedener biotechnischer Prozesse im Labormaßstab erarbeitet. Durch die entwickelten Verfahren waren Verkürzungen der Reaktionszeiten von mehr als 30 Prozent möglich. Ziel des aktuellen Forschungsvorhabens ist es, auf der Grundlage der vorliegenden Ergebnisse einen Ultraschallreaktor im industriellen Maßstab zu entwickeln und in der Anwendung auf biotechnische Produktgewinnung in Industrieunternehmen zu überprüfen. Vorgehensweise: Das Projekt ist eingeteilt in eine technische Entwicklungs- und Versuchsphase und die Demonstrationsphase im industriellen Maßstab. In der ersten Entwicklungsphase soll ein Ultraschallreaktor entwickelt werden, der als Bypasssystem seitlich an einen bestehenden Bioreaktor angeschlossen und in seiner Größe an diesen angepasst werden kann. Dieses System soll universell ausgelegt sein und über alle erforderlichen Anlagenkomponenten wie Ultraschallschwinger, Frequenzgenerator und Verstärker, Pumpen, Ventile und Verrohrungen verfügen und in die Prozesssteuerung des Bioreaktors integrierbar sein. Hierdurch soll eine einfache Nachrüstung verschiedener Bioreaktoren ermöglicht werden. Ein solches Ultraschallsystem soll zunächst im 400 1 Pilotaßstab gebaut und mit Hilfe einfacher biotechnischer Prozesse getestet werden. Die Untersuchungen sollen dabei Aufschluss über die optimale Betriebsweise der Anlage geben. Auf dieser Grundlage soll in der zweiten Projektphase ein Ultraschallreaktor im industriellen Maßstab entwickelt und an einen 10-25m3-Bioreaktor eines biotechnischen Unternehmens angepasst werden. Daran soll sich eine Demonstrationsphase anschließen, in der die abschließende biotechnische und ökonomische Beurteilung des Verfahrens erfolgen soll. Merksatz. Es soll ein Ultraschallreaktor zur Steigerung der Umsatzleistung industrieller biotechnischer Fermentationsprozesse entwickelt werden. Das Verfahren soll skalierbar und nachträglich an verschiedene Bioreaktoren der lebensmitteltechnischen, pharmazeutischen und biotechnischen Industrie anzupassen sein.