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Zukunftsvision Industrie: Modularer Werkzeugkasten
In der chemischen Industrie kommen immer häufiger Biokatalysatoren zum Einsatz, um nachhaltiger und effizienter zu produzieren. Ihr Einsatz ist jedoch beschränkt, wenn es darum geht, Chemikalien bei hohen Temperaturen oder in nichtwässrigen Lösungsmitteln herzustellen. Die Vision besteht deshalb darin, einen modularen Werkzeugkasten für die industrielle Produktion zu entwickeln – hin zu universell nutzbaren Biokatalysatoren sowie neuartigen Synthese-Robotern, die mithilfe standardisierter Mikroreaktionsmodule eine Produktion nach dem Baukasten-Prinzip gewährleisten.
Die Idee
Schon heute tragen biotechnologische Verfahren in der Industrie dazu bei, ressourcenschonender und umweltfreundlicher zu arbeiten. So ist deutlich weniger Energie vonnöten, wenn Enzyme als Katalysatoren zur Herstellung von Chemikalien genutzt werden. Gleichzeitig können dadurch sogar oft höhere Mengen als mit klassischen chemischen Verfahren produziert werden. Viele Enzyme können bislang allerdings noch nicht allen, in der chemischen Industrie vorhandenen Bedingungen standhalten – etwa hohen Temperaturen oder nichtwässrigen Lösungen, wie sie bei der Herstellung der meisten Chemikalien zur Anwendung kommen. Darüber hinaus sind Biomoleküle meist kompliziert aufgebaut, verhältnismäßig groß und haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Das macht die industrielle Herstellung oft schwierig und aufwendig. Langfristig ist deshalb eine neue Generation an Biokatalysatoren denkbar, die auch unter nicht-physiologischen Reaktionsbedingungen effizient arbeitet. Gleichzeitig könnten die Ingenieurswissenschaften biotechnologische Verfahren noch stärker beeinflussen: So sind in Zukunft womöglich Synthese-Automaten möglich, die ähnlich wie Roboter auf eine Vielzahl standardisierter Mikroreaktionsmodule zurückgreifen, in denen technisch optimierte Enzyme definierte Syntheseschritte durchführen.
