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Forschungsinfrastruktur für eine intelligente Bioraffinerie auf Basis präziser Fermentation
Geplantes Vorhaben: PrecFer4innoP (Präzisionsfermentation für innovative Produkte)
Transformation durch Forschung: Eine neue Ära der Bioökonomie
Die gesellschaftliche Erwartung an eine nachhaltige und resiliente Produktion von Lebensmitteln und Biomaterialien ist hoch. Klimawandel, Ressourcenknappheit und das Ziel einer vollständigen Kreislaufwirtschaft erfordern neue Wege in der Forschung. Mit dem Infrastrukturvorhaben PrecFer4innoP reagiert das ATB gemeinsam mit der Universität Osnabrück sowie weiteren Partnerinstitutionen auf diese Herausforderungen und etabliert eine Plattform für systemisch-technologische Innovationen innerhalb der Bioökonomie. Im Rahmen des nationalen Priorisierungsverfahrens für umfangreiche Forschungsinfrastrukturen (FIS) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Konsortium im Oktober 2024 ein Kurzkonzept unter dem Titel PrecFer4innoP (Präzisionsfermentation für innovative Produkte) eingereicht, das sich nun im Begutachtungsprozess befindet.
PrecFer4innoP – Das Konzept
Im Zentrum des Vorhabens steht die Entwicklung einer intelligenten, modularen Bioraffinerie, die auf der Technologie der Präzisionsfermentation basiert. Ziel ist es, biogene Ressourcen – inklusive Reststoffe – effizient und flexibel in hochwertige Produkte zu überführen:
- Plattformchemikalien
- Proteine aus einzelligen Organismen (z. B. Solein®)
- mycelartige Biomassen für die Lebensmittelproduktion
- Öle aus einzelligen Organismen und weitere biobasierte Materialien
Die neue Infrastruktur vereint biologische, technische und digitale Kompetenzen, um innovative Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu entwickeln und in Pilot- und Demonstrationsanlagen zu erproben.
Interdisziplinäre Stärke im Konsortium
PrecFer4innoP wird vom ATB koordiniert und in enger Zusammenarbeit mit der Universität Osnabrück als weiterer Trägereinrichtung entwickelt, insbesondere mit den Fachbereichen Biologie sowie Mathematik / Künstliche Intelligenz.
- Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) bringt seine ausgewiesene Expertise in systemorientierter Agrartechnik, präziser Fermentation sowie Prozessintegration in der Bioökonomie ein. Das Institut verfügt über eine exzellente Forschungsinfrastruktur, interdisziplinäre Kompetenzen und langjährige Erfahrung im Wissens- und Technologietransfer.
- Die Universität Osnabrück ergänzt das Vorhaben durch führende Forschung in den Bereichen mikrobielle Systembiologie, mathematische Modellierung und KI-basierte Prozesssteuerung. Die Verbindung biologischer Grundlagenforschung mit intelligenten Steuerungslösungen ermöglicht die Entwicklung adaptiver und effizienter Verfahren für die präzise Fermentation.
Gemeinsam schaffen die beiden Trägereinrichtungen eine leistungsfähige Innovationsplattform, die Grundlagenforschung, angewandte Technologieentwicklung und praxisnahe Umsetzung im Sinne einer zirkulären Bioökonomie miteinander verbindet.
Weitere Partnerinstitutionen ergänzen das Konsortium durch ihr spezifisches Know-how. Ziel ist die Bündelung disziplinübergreifender Expertise zur ganzheitlichen Betrachtung von Technologien, Prozessen und Systemintegration. Dazu zählen:
- DFKI – Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz
Expertise in datengetriebenen Methoden, KI-gestützter Prozessoptimierung und Systemintelligenz. - DIL – Deutsches Institut für Lebensmitteltechnik
Know-how in der Entwicklung innovativer Lebensmitteltechnologien und nachhaltiger Verarbeitungskonzepte. - Technische Universität Berlin (TU Berlin)
Wissenschaftliche Exzellenz in den Bereichen Verfahrenstechnik, Systemanalyse und Nachhaltigkeit. - Lobetaler BIO
Praxisorientiertes Wissen aus der ökologischen Landwirtschaft und Lebensmittelerzeugung mit sozialem Anspruch. - Agrotech Valley Forum e.V.
Netzwerkkompetenz im Bereich landwirtschaftlicher Technologien und regionaler Innovationsförderung.
Digitale Intelligenz für nachhaltige Prozesse
Ein zentrales Innovationsfeld innerhalb von PrecFer4innoP ist die Integration digitaler Technologien:
- Künstliche Intelligenz (KI) zur modellbasierten Prozessoptimierung
- Digitale Zwillinge zur Echtzeitsteuerung und -überwachung
- Sensorik und Automatisierung für adaptive Produktionsumgebungen
Diese digitalen Werkzeuge ermöglichen eine neue Qualität der Prozesssteuerung und -transparenz, mit dem Ziel, Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Produktqualität signifikant zu verbessern.
Infrastruktur mit Wirkung – lokal verankert, global relevant
Das Forschungscluster nutzt die hervorragenden Standortvoraussetzungen in Brandenburg und Niedersachsen: eine dichte Forschungslandschaft, praxisnahe Landwirtschaft und qualifiziertes Personal. Die entwickelte Infrastruktur soll dabei nicht nur zur wissenschaftlichen Exzellenz beitragen, sondern durch gezielte Technologietransfers auch in die Praxis überführt werden – für eine resiliente, wirtschaftlich tragfähige und nachhaltige Bioökonomie.
Beitrag zur technologischen Souveränität Deutschlands
PrecFer4innoP steht im Einklang mit dem strategischen Ziel, Deutschland als Leitstandort der Bioökonomie zu etablieren. Durch die systematische Verknüpfung von Forschungsinfrastrukturen, Innovationsökosystemen und digitaler Transformation leistet das Vorhaben einen aktiven Beitrag zur technologischen Souveränität. Die modulare, energieautarke Infrastruktur ermöglicht es, flexibel auf unterschiedliche Ausgangsstoffe und Anforderungen zu reagieren – ein entscheidender Schritt in Richtung resilienter Wirtschaftssysteme.
