Skalierung industrieller biotechnologischer Verfahren

Im Hafen Straubing-Sand entsteht derzeit mit der Biocampus Multipilot (BMP) eine spezialisierte Mehrzweck-Demonstrationsanlage für die industrielle Biotechnologie. Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von rund 90 Mio. Euro wird vom Zweckverband Hafen Straubing-Sand getragen und durch die Biocampus Straubing GmbH betrieben. Ziel der Anlage ist es, Kunden die Weiterentwicklung, Skalierung und Optimierung biotechnologischer Prozesse bis zum vorindustriellen Maßstab zu ermöglichen sowie deren Wirtschaftlichkeit zu validieren.

Aufschluss und Weiterverarbeitung von Biomasse

Der technologische Schwerpunkt der BMP liegt auf dem Aufschluss von Biomasse durch thermische und chemische Prozesse sowie der anschließenden Weiterverarbeitung der gewonnenen Stoffströme. Die vom Ausstatter Schrader Verfahrenstechnik bereitgestellten Anlagenteile ermöglichen hierbei die Extraktion von Feststoffen, die Vermischung mit Enzymen, Aufkonzentrierungsprozesse sowie die Reinigung und Rückgewinnung eingesetzter Lösungsmittel.

Das Kernstück der Anlage bildet eine spezialisierte Aufschlussanlage, die verfahrenstechnisch als Fest-Flüssig-Extraktion konzipiert ist. Diese dient dazu, Ansätze aus vorangegangenen Fermentationsprozessen weiter aufzuschließen. Eine Besonderheit der Prozessführung ist die Auslegung auf Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen: Viele Prozesse können bei einem Druck bis 40 bar und Temperaturen bis 200 °C durchgeführt werden. Diese Möglichkeiten sind unter anderem für höhere Ausbeuten bei der Gewinnung von Aromastoffen relevant, beispielsweise in der Herstellung von Instantkaffee.

Expertise für Extrembedingungen

Die extremen Betriebsbedingungen stellen hohe Anforderungen an die Konstruktion und die verwendeten Werkstoffe. Die Apparate werden gemäß dem Regelwerk AD2000 gefertigt. Als Hauptwerkstoff kommt austenitisch-ferritischer Duplex-Stahl 1.4462 zum Einsatz. Dieser hochfeste Stahl zeichnet sich durch seine Korrosionsbeständigkeit aus, stellt jedoch aufgrund seiner Zähigkeit und der anspruchsvollen Schweißbarkeit besondere Anforderungen an die Fertigungsprozesse. Aufgrund der hohen Druckbelastungen sind die Apparate mit Wandstärken von teilweise bis zu 30 mm ausgeführt. Die Verarbeitung solcher Blechstärken, insbesondere beim Walzen, erfordert eine entsprechende maschinelle Ausstattung und fertigungstechnisches Know-how beim Anlagenbauer.

Die BMP ist für ein breites Spektrum an Rohstoffen und Produkten ausgelegt. Ein ursprünglicher Fokus liegt auf der Verwertung landwirtschaftlicher Reststoffe wie Stroh oder Heu, um diese im industriellen Maßstab in Bioethanol umzuwandeln. Darüber hinaus ist die Anlage für die Gewinnung und Weiterverarbeitung von aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen (APIs) sowie von Aromen und Inhaltsstoffen wie Vanillearoma ausgelegt. Die Bereitstellung dieser Infrastruktur soll die Kommerzialisierung nachhaltiger Produkte beschleunigen, indem die Lücke zwischen Labormaßstab und industrieller Produktion geschlossen wird.