Neue Wege zu stabilen Bioprozessen – eine Black Box öffnet sich, Bioprozesse werden regelbar. Die Biotechnologie ist eines der großen Innovationsfelder der zukünftigen Wirtschaft. Und wir schätzen sie bereits seit Jahrtausenden. Wein, Bier, Hefe oder Milchprodukte reifen beispielsweise auf Basis von Enzymen und

Mikroorganismen heran. Die Biologie des Stoffwechsels von Zellen ist jedoch hochkomplex und in vielen Teilen nach wie vor eine Black Box. Wie es den Zellen während des Herstellungsprozesses genau geht, ob sie fit oder müde sind,

wann sie exakt Sauerstoff oder Zucker brauchen, zeigen erst die Proben im Labor. Das kostet Zeit und Geld. Die VIPRO Forschungsallianz hat diese Box geöffnet. 19 Partner, Sensor- und Softwarehersteller, Experten der Prozesssteuerung, Anwender

aus der Lebensmittelherstellung und Pharmazie sowie zwei Universitäten bilden die VIPRO. Sie beweisen, dass sich Bioprozesse regeln lassen und es sich lohnt, wissensbasierte Prozessintelligenz aufzubauen.

Denn das spart langfristig Ressourcen und garantiert eine durchgängige Qualität. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung förderte diese wichtige Forschungsallianz sechs Jahre. Allen war klar, das herausfordernde Ziel ist nur gemeinsam als Team erreichbar.

Das bedeutete mehr als sonst, Hinhören, Nachfragen, Verstehen wollen und Wissen teilen. Bisher geben Hersteller und Forscher ihre Zellen und Mikroorganismen in ein geschlossenes Gefäß. Die teilweise neu entwickelten Sensoren decken ein großes Anforderungsspektrum

ab. Sie arbeiten wie Augen, Ohren, Nase und Fingerspitzen, allerdings bislang getrennt voneinander. Die VIPRO ändert dies und einigt sich auf eine gemeinsame Datensprache. Alle Informationen laufen wie bei einem Nervensystem in einer neu geschaffenen Schaltzentrale

zusammen. Die Forscher an den Universitäten analysieren und verknüpfen die ausgelesenen Daten zu neuen Soft-Sensoren, und wie bei einem Gehirn entsteht daraus ein lernendes System. Mit jedem Durchlauf erweitert sich das Wissen über den Zustand der Zellen und

den Prozess. Die Black Box ist geöffnet. Die VIPRO zeigt, dass eine Echtzeitregelung von Bioprozessen im pharmazeutisch-medizinischen Bereich, der Zellkultivierung sowie Lebensmittelherstellung grundsätzlich online möglich ist.

Hinzu kommt die Sicherheit, mit der wissensbasierten Prozessintelligenz die Zellen und Mikroorganismen so zu steuern, dass sie jederzeit die gleiche Produktqualität produzieren. Der Ansatz bietet viele Chancen zur Biologisierung anderer Herstellungsbereiche. Somit ist die VIPRO ein gelungenes Beispiel dafür, was interdisziplinär agilarbeitende

Teams aus Industrie, Mittelstand und Forschung gemeinsam erreichen können.