Industrielle Biotechnologie – Was ist das eigentlich?!

In der industriellen oder weißen Biotechnologie werden Stoffe mithilfe von Mikroorganismen oder Enzymen hergestellt. Diese Erzeugnisse werden in der Industrie benötigt und sind Kunststoffe, Chemikalien, Lebensmittel, Pharmaprodukte oder Energieträger.

Nutzung biologischer Vorgänge

In den Zellen unserer Körper laufen viele Stoffwechselvorgänge ab. Ihnen werden Nährstoffe zugeführt, die anschließend umgebaut und verwertet werden, um neue Produkte hervorzubringen. Hilfreich sind bei solchen Reaktionen sogenannte Enzyme. Sie steuern nacheinander oder parallel laufende Reaktionen. Solche Vorgänge machen sich Biotechnologieunternehmen schon seit langer Zeit zunutze, wie beispielsweise bei der Herstellung von Joghurt, Brot oder Essig.

Verwendung in der Industrie

Genetische Veranlagung kann bei manchen Menschen das Fehlen von bestimmten Stoffen auslösen, weshalb Nahrungsergänzungsmittel produziert werden. Zusätze wie Vitamin B12 können durch Mikroorganismen oder Enzyme hergestellt werden. Auch hilfreich sind die mithilfe von Mikroorganismen hergestellten biobasierten Kunststoffe wie Polymilchsäure. Im Zuge des Umweltschutzes werden nachhaltige Alternativen für Energien wichtig, wobei Mikroorganismen bei der Herstellung von Biogas oder Bioethanol helfen können.

Hindernisse in der industriellen Fertigung

In der Zeit von Klimaschutzbewegungen wie „Fridays for Future“ bieten nachwachsende Rohstoffe aus der Biotechnologie eine nützliche Alternative. Problematisch ist in vielen Fällen der technologische und finanzielle Aufwand für die Firmen. Es gibt zahlreiche Unternehmen, die bereits attraktive Produkte im Labor hergestellt haben. Allerdings ist die Umsetzung in einem großen Umfang wie in der industriellen Produktion nicht einfach. Das bekannte Fraunhofer-Institut versucht, solche Prozesse zu vereinfachen.

Innovative Ideen in der Infrastruktur sollen ermöglichen, neue Verfahren zu erleichtern. In den Standorten in Stuttgart und Pfinztal beispielsweise konzentrieren sich die Wissenschaftler auf die Umsetzung eines chemisch-enzymatischen Verfahrens zur Herstellung von Expoiden aus Pflanzenölen. Aus den Stoffen werden anschließend Tenside, Schmieröle und Emulgatoren hergestellt, welche in Reinigungsmitteln benötigt werden.

Besonderheiten in den Verfahren

Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren laufen Reaktionen in der Biotechnologie unter milderen Bedingungen ab. Die Temperaturen sind moderat und die Reaktionen laufen im wässrigen Medium ab. Insgesamt kann so ein geringerer Energieverbrauch garantiert werden. Auch kommt es seltener zur Herstellung von schädlichen Nebenprodukten. Die Konzentrationen der Produkte sind oftmals niedriger, weshalb ein Downstream Processing angewendet wird. Das dient dazu, die Produkte aufzureinigen und zu konzentrieren. Zusätzliche andere Wege ermöglichen die gezielte Erhöhung der Ausbeute. So kann beispielsweise der Einsatz von Biokatalysatoren oder Optimierungsprozessen dazu dienen, mehr Produkte herzustellen.

Gesteigerter Umsatz

Laut Statistiken waren im Jahr 2012 deutschlandweit 61 Unternehmen im Sektor der industriellen Biotechnologie tätig. Die meisten Firmen arbeiten in den Bereichen Nahrungs- und Futtermittel und Produktion von Pharmastoffen. Anschließend folgen Gebiete wie Kosmetik, Chemie und Energie. Der Umsatz in der Branche lag bereits im Jahr 2012 bei insgesamt 193 Millionen Euro, was einer Umsatzsteigerung von 9,1 Prozent im Vergleich zum Vorjahr entspricht. Auch die Bundesregierung bietet immer weitere Förderungen für Unternehmen in dem Sektor an, damit die Grundlage einer biobasierten Wirtschaft entstehen kann. Das ist in den Fördermitteln erkennbar, die im Rahmen von unterschiedlichen Programmen bereitgestellt werden.

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