Viele biotechnologische Prozesse setzen auf die Begasung mit Blasen, um Nährmedien wie Mikroorganismen oder Zellen bei der Kultivierung oder Fermentation mit Sauerstoff zu versorgen. Dabei bilden sich jedoch große Mengen Schaum, die den Prozess stören und Ergebnisse verfälschen können. BioThrust hat dafür eine Lösung gefunden. Das Spin-off der RWTH Aachen hat eine Membrantechnologie zur blasenfreien Begasung von Bioreaktoren entwickelt. Für diese Innovation wurde das Entwicklerduo Patrick Bongartz und Moritz Meyer vom Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik nun mit dem Innovation Award 2020 der RWTH ausgezeichnet.

Innovation für nachhaltige biotechnologische Produktionsprozesse

Der RWTH Innovation Award wird seit 2014 an jeweils drei besonders innovative und technologiegetriebene Hochschulprojekte verliehen. Der Preis soll den Innovations- und Gründungsgedanken hochschulweit verankern, um herausragende Ideen aus der Forschung zu unterstützen und schneller auf den Markt bringen zu können. Die von BioThrust entwickelte blasenfreie Begasungslösung für Bioreaktoren ermögliche eine nachhaltige Produktion im Bereich Biotechnologie, begründete die Jury die Wahl.

Membran verhindert Blasenbildung

Die Innovation beruht im Wesentlichen auf zwei Säulen: Zum einen wurden Rührer etabliert, die gleichzeitig Gasblasen in den Reaktor einbringen. Ihre hohe Porosität führt zu einer besseren Gasversorgung als in anderen Systemen üblich. Zum anderen wurde ein Membranmodul entwickelt, das direkt im Bioreaktor diffusiv Gas einträgt und so gleichzeitig die Umwälzung der Flüssigkeit vornimmt, sodass auch empfindliche Biosysteme wie Zellkulturen ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden können. Die neuen Module und Rührer stellen die Membran für den Gaseintrag optimal ein und ermöglichen damit einen effektiven Begasungsprozess ohne Schaumbildung.

Prozess für schaumfreie Produktion von Biotensiden etabliert

Gemeinsam mit weiteren Partnern der Aachener Hochschule konnte dieser Produktionsprozess bereits für die schaumfreie Herstellung von Biotensiden auf mikrobieller Basis etabliert werden. „Diese Technologie eröffnet eine ganz neue ökologische wie auch ökonomische Perspektive für die nachhaltige Produktion von Biotensiden und Biopharmazeutika“, erklärt Patrick Bongartz.

BioThrust konnte bereits einen Prototypen realisieren und den Scale-up in größere Fermenter vorbereiten. Als nächstes sollen das Design der Anlage mit Partnern aus der Industrie angepasst und die Ausgründung vorangetrieben werden.

bb