MoDe ProBio - „Modellbasiertes Design von Prozessen für die Bioökonomie“

Die Bioökonomie benötigt neue nachhaltige Prozesse, die komplexe biogene Roh-, Rest- und Abfallstoffe zu marktgängigen Produkten umwandeln können. Ihre Entwicklung ist aufwändig und dauert lange. Im Unterschied zu konventionellen Prozessen müssen sie immer wieder an eine sich ständig verändernde Rohstoffbasis sowie verbesserte Biokatalysatoren (z.B. Zellen, Enzyme) angepasst werden. Aus der Kombination von digitalen Zwillingen (unterstützt durch künstliche Intelligenz), modellbasierter Versuchsplanung und Ökobilanzierung soll eine neue Designmethodik entstehen.

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Mit Hilfe der Bioökonomie können Bioprozesse und ihre digitalen Zwillinge synchron, schneller und mit geringerem experimentellen Aufwand entwickelt werden, als es bisher möglich ist. Die neue Designmethodik wird im Vorhaben MoDe_ProBio eingesetzt, um ressourcenschonende, innovative Bioprozesse und ihre digitalen Zwillinge z. B. zur Herstellung von Cellulasen, Biowasserstoff, Spezialchemikalien oder Biogas aus Abfallstoffen bis zur Prozessreife zu entwickeln.

Ein wesentlicher Teil des Vorhabens befasst sich damit, eine neuartige Methode zur effizienten Prozessentwicklung und –Optimierung zu entwickeln, die auf digitalen Zwillingen basiert, um auf dieser Basis ein Dienstleistungsangebot zu schaffen, das es ermöglicht die „time-to-market“ neuer Bioprozesse zu verkürzen. In weiteren Teilen des Vorhabens werden diese Elemente weiterentwickelt, kombiniert und für die Entwicklung verschiedener Bioprozesse eingesetzt. Die entwicklungsbegleitende Ökobilanzierung wird dazu genutzt, um die Nachhaltigkeitswirkung der zu entwickelnden Prozesse sowie auch der Designmethode aufzuzeigen.

Zudem steht die Weiterentwicklung der technologischen Lösung hin zu einem zukunftsfähigen nachhaltigkeitsorientierten Geschäftsmodell im Fokus. Dazu sollen spezifische Anwendungsbereiche gemäß des „Business Model Canvas“ identifiziert und erste Prototypen zu diesen umgesetzt werden. Im Weiteren werden neuartige Schulungskonzepte entwickelt, in die Erkenntnisse aus dem Projekt sowie Future Skills-Ansätze integriert werden sollen.

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