ACHEMA 2018

••• 12••• Innovationen Fundiertes Wissen statt Black Box Wiener Wissenschaftler simulieren Penicillin-Produktion in Echtzeit am Computer D as komplexe Wachstumsver- halten der Organismen in der Penicillin-Produktion am Compu- ter in Echtzeit zu simulieren, ist Forschern der TU Wien gemein- sam mit einem Industriepartner gelungen. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess nun viel bes- ser kontrollieren. Manche chemische Reaktionen sind ganz einfach zu durchschau- en: Wenn man Wasserstoff mit Sauerstoff verbrennt, entsteht Wasser – auf eindeutig vorher- sagbare Weise, in exakt vorher- berechenbarer Menge. Doch wie berechnet man, mit welcher Geschwindigkeit ein Pilz unter den sich ständig ändernden Be- dingungen im Bioreaktor wächst und produziert? „Lange Zeit be- trachtete man solche Prozesse als Black Box, die man nicht wirk- lich verstehen kann, die man nur mit viel Erfahrung gut zu nutzen lernt“, sagt Prof. Christoph Her- wig, der am Institut für Verfah- renstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der TU Wien die Forschungsgrup- pe für Bioprozess-Technologie leitet. „Unser Ansatz ist ein an- derer: Wir wollen die chemischen Abläufe in einem Bioreaktor im Detail analysieren und die Glei- chungen aufstellen, die diese Ab- läufe beschreiben.“ So entsteht ein mathematisches Modell, das die Abläufe im Bioreaktor genau abbildet. „Wir verwenden die Daten, die beim Herstellprozess in Echtzeit zugänglich sind, etwa die Kon- zentrationen verschiedener Subs- tanzen im Bioreaktor, und nutzen unser Modell, um am Computer auszurechnen, in welchem Zu- stand sich der Prozess aktuell al- ler Wahrscheinlichkeit nach befin- det“, erläutert Doktorand Julian Kager. Die Parameter, die man nicht messen kann, lassen sich somit berechnen. Das Rechenmo- dell kann dazu verwendet wer- den, die Nährstoffversorgung der kultivierten Zellen während des laufenden Prozesses optimal einzustellen. Die Rechenmodelle und die Algorithmen, die an der TU Wien entwickelt wurden, wen- det der Industriepartner nun für seinen Penicillin-Herstellungspro- zess an. Bioreaktor an der TU Wien: Die Forscher kontrollieren die chemischen Abläufe im Detail und berechnen die Parameter, die sich im Herstellungsprozess nicht messen lassen. Foto: TU Wien YOUR GLOBAL PARTNER FOR SOLID FORMS Powder and granulate handling equipment for the pharmaceutical, chemical and food industries Cos.Mec S.r.l. - Via Aldo Moro 17/19 - 20037 Paderno Dugnano (Milan) - Italy Tel. +39 02 91080107 - e-mail: commerciale@cosmec-it.com www.cosmec-it.com Customized solutions for industry, R&D, high containment and more VISIT US AT HALL 3.1, BOOTH A47