Optimiertes Downstream-Processing mit INOSIM Bio

Der Produktionsprozess für Ectoin diente dabei als reales Arbeits- und Entwicklungsbeispiel, anhand dessen die Funktionalität und Leitungsfähigkeit der Simulationssoftware getestet wurde.

Projektmotivation
Grundlage für die Projektidee war die Erfahrung, dass das Downstream-Processing oft unsystematisch, schrittweise und rein empirisch entworfen wird. Aufgrund dieses Vorgehens fehlte den Entwicklern oft das Gefühl, wie sich ihre Entscheidungen auf die Gesamtbilanz des Prozesses auswirken. Das
Augenmerk der Entwickler richtete sich deshalb nur auf die Ausbeutemaximierung einzelner Prozessschritte und vernachlässigte die damit verbundenen Umweltauswirkungen sowie die Integration in den Gesamtprozess. Ein Grund hierfür lag in der fehlenden Unterstützung
durch geeignete Simulationssoftware, die z. B. in der chemischen Industrie erfolgreich eingesetzt wird.

Projektergebnis

Aus diesem Projekt ist die Simulationssoftware INOSIM Bio entstanden, die sich durch eine innovative Datenstruktur und eine adaptive Modellierungsumgebung auszeichnet. Zum Funktionsumfang der Software gehören:

• Erstellen von Massen- und Energiebilanzen für gesamte Produktionsprozesse
• Verfahrenstechnische Berechnung einzelner Prozessschritte
• Analyse von prozessübergreifenden Wechselwirkungen
• Bewertung alternativer Prozessideen
• Unterstützung beim Scale-Up
• Statistische Analyse
• Rezeptgesteuerte Produktions- und Mitarbeiterplanung

Umweltentlastung
Durch Einsatz der Software INOSIM Bio konnten die unten aufgeführten Verbesserungen für das laufende Downstream-Processing bei der bitop AG ermittelt werden, von denen ein Großteil bereits umgesetzt wurde:

• + 42 % Ausbeute
• - 37 % Produktionskosten
• - 46 % Abwasser
• - 36 % Salze
• - 24 % Energie
• - 14 % organische Abfälle