Pilotinfrastruktur beschleunigt die Bioproduktionsskalierung

GEA arbeitet mit der Biotechnology Fermentation Factory, Solar Foods und anderen Industriepartnern zusammen, um eine Prozesstest-Infrastruktur im niedersächsischen Sarstedt zu betreiben. Die Kooperation nutzt Bioreaktoren und Separationssysteme im Pilotmaßstab zur Skalierung von Präzisionsfermentations- und Zellkultivierungsprozessen für den Lebensmittel-, Futtermittel- und Gesundheitssektor.

Zielbranchen und Anwendungsbereiche
Die primären Anwendungsbereiche für diese Pilot-Infrastruktur umfassen die Präzisionsfermentation und die Bioproduktion innerhalb der Sektoren für alternative Proteine, Lebensmittelzutaten und Gesundheit. Konkrete technische Anwendungsfälle beinhalten die skalierbare Produktion von funktionellen Inhaltsstoffen wie Enzymen, Aminosäuren, Vitaminen und nicht-tierischen Proteinen. Durch das Testen von Prozessen in Zwischenvolumina erzielen Betreiber messbare Verbesserungen der Prozessstabilität, der Vorhersagbarkeit der Ausbeute und der allgemeinen Produktionseffizienz, bevor sie sich zum Bau vollskaliger Industrieanlagen verpflichten.

Operationelle Herausforderungen und Rollen der Partner
Die zentrale industrielle Herausforderung in der Biotechnologie ist die Skalierungsphase (Scale-up), in der im Labor bewährte Zelllinien und Organismen bei der Übertragung auf größere Volumina oft unvorhersehbares biologisches und mechanisches Verhalten zeigen. Um dies zu adressieren, stellt GEA die Engineering-Architektur und die Prozessausrüstung zur Verfügung, während Partner wie die Biotechnology Fermentation Factory und Solar Foods frei zugängliche Pilotkapazitäten und Expertise in der industriellen Demonstration entlang der Wertschöpfungskette einbringen. Diese Kooperation integriert einzelne Upstream- und Downstream-Verarbeitungsschritte in einen kontinuierlichen, tragfähigen operativen Rahmen und kombiniert Maschinenbau mit der Skalierung von Bioprozessen.

Technische Lösung und Systemarchitektur
Die technische Lösung besteht aus einem integrierten Technologiezentrum, das mit Bioreaktoren mit einer Kapazität von 50 bis 500 Litern ausgestattet ist. GEA ist für das Design und die Bereitstellung der Kernhardware verantwortlich, zu der Bioreaktoren, Medienaufbereitungssysteme, Filtrationseinheiten und industrielle Automatisierungstechnik gehören. Industriepartner nutzen diese Hardware, um biologische Parameter und die Betriebslogik zu validieren. Das System funktioniert, indem es sterile, kontrolliert hygienische Umgebungen über miteinander verbundene Upstream- und Downstream-Module aufrechterhält, was die präzise Messung der Produktqualität und der biologischen Stabilität unter simulierten Industriebedingungen ermöglicht.




Bereitstellung und physische Integration
Die Testeinrichtung wird am GEA-Engineering-Standort in Sarstedt, Deutschland, nach einem Umbau einer bestehenden Anlage für 4 Millionen Euro eingesetzt. Die Implementierungsphase konsolidierte 40 Pilot-Technologie-Spezialisten mit 200 bestehenden Standort-Mitarbeitern, die sich auf Flüssigkeitsverarbeitung und Automatisierung konzentrieren. Diese physische Integration siedelt die Pilot-Test-Infrastruktur direkt neben etablierten Engineering- und Industrieanlagen-Designteams an und etabliert so einen kontinuierlichen Entwicklungspfad von anfänglichen 50-Liter-Versuchschargen bis hin zu kommerziellen Produktionsanlagen im Vollmaßstab.

Erwartete Auswirkungen und strategische Skalierbarkeit
Das Testen von Bioproduktionsprozessen durch diese integrierte Pilot-Infrastruktur liefert quantitative Daten zu Prozesskonsistenz und Betriebskostenstrukturen. Durch die frühzeitige Identifizierung instabiler Zellkulturen oder ineffizienter Ausbeuteverhältnisse im Entwicklungszyklus vermeiden Unternehmen Investitionsausgaben für nicht tragfähige kommerzielle Anlagen. Hinsichtlich der strategischen Begründung der Einrichtung wies Klaus Stojentin, CEO der GEA Nutrition Plant Engineering Division, darauf hin, dass die Konsolidierung von Pilot-Infrastruktur und Engineering-Expertise den Unternehmen eine sachliche Grundlage für spätere Entscheidungen bezüglich industrieller Anwendungen bietet. Darüber hinaus merkte Frederieke Reiners, Vice President of New Food and Biotech bei GEA, an, dass eine frühzeitige Prozessvalidierung die betriebliche Stabilität und wirtschaftliche Tragfähigkeit bestimmt und so die Kapitalallokation während der Skalierungsphase optimiert.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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