Online-Charakterisierung von bioaktiven Substanzen mittels Raman-Spektroskopie zur Prozesssteuerung in Photobioreaktoren

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Buchholz; Professor Dr.-Ing. Alfred Leipertz
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 156996349

Kernziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Online-Messverfahrens auf Basis der linearen Raman-Streuung zur Prozesscharakterisierung, -kontrolle und -optimierung der Produktbildung von Mikroalgenkulturen in Photobioreaktoren am Beispiel von Porphyridium purpureum. Die dabei im Fokus stehenden Produkte sind antivirale, sulfatierte Exopolysaccharide (EPS) und Pigmente wie ß-Carotin, Chlorophyll und Phycoerythrin. Das bereits entwickelte Raman-Messystem soll nun am Photobioreaktor zur Online-Messung angepasst werden. Hierzu ist einerseits eine gegenseitige konstruktive Anpassung des Messsystems/Photobioreaktors notwendig. Eine schrittweise Annäherung an das System Photobioreaktor soll über eine Bypassstrategie erfolgen, die definiertere optische Messbedingungen als direkt am Reaktor selbst erlaubt und zusätzlich einen Reaktorsystemwechsel erleichtert. Zum anderen soll ein automatisiertes Kalibrier- und Auswertekonzept bezüglich der Raman-Signale etabliert werden. Dieses Konzept dient als Schnittstelle zwischen Messdatenerfassung, -auswertung und simultaner Prozessregelung. Anschließend soll die entwickelte Messmethode auf einen weiteren Organismus oder ein anderes Reaktorsystem (z.B.: Rührkessel), im Idealfall beides, übertragen werden, um einen ersten Schritt für eine allgemeingültige Anwendung aufzuzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Johannes Kiefer