Aktuelle Projekte

Die Produktion von Aromaten ist entscheidend für die chemische Industrie. Derzeit werden praktisch alle aromatischen Bausteine aus fossilem Öl hergestellt. Die Verfügbarkeit von aromatischen Kohlenwasserstoffen aus fossilen Quellen wird jedoch abnehmen, da weniger Rohöl zur energetischen Nutzung raffiniert wird. Die daraus resultierende Lücke zwischen Angebot und Nachfrage kann durch die Verwendung von biobasierten, erneuerbaren Rohstoffen zur Herstellung von Aromaten geschlossen werden. Dies wird im BIG-Cluster Projekt ALIGN adressiert. Es zielt auf hochfunktionalisierte biobasierte Aromaten ab, die in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen, wie z. B. Beschichtungen, Klebstoffen oder Kosmetika, eingesetzt werden können.

Das Projekt ALIGN startete im April 2018 und vereint Experten auf dem Gebiet der biobasierten Aromaten aus Wissenschaft und Industrie. Es beschäftigt sich mit der Umwandlung von Lignin in biobasierte Aromaten mit hohem Marktwert. Das Konsortium besteht aus drei Partnern mit umfassender Expertise in der Ligninextraktion und -depolymerisation (Fraunhofer CBP, KU Leuven, LXP Group), einem Partner, der Downstream-Processing-Verfahren durchführt (VITO) und drei Partnern, die sich auf potenzielle Anwendungen (Axxence Aromatic, Phytowelt Green Technologies, UPM Biochemicals) zur Herstellung von Hochdrucklaminaten sowie natürlichem Vanillin für Lebensmittel und Getränke konzentrieren. Die deutschen Projektpartner erhalten 1,3 Mio. EUR vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Das Projekt BioCOnversion startete im April 2018 und zielt auf die Entwicklung und Umsetzung eines nachhaltigen Prozesses von Kohlenmonoxid (CO) zu einem definierten Polymervorprodukt durch die Evaluierung verschiedener Technologien ab. In einem internationalen Konsortium vereinen industrielle und akademische Partner ihre hochrangige, multidisziplinäre Expertise, um einen mikrobiellen Biokonversionsprozess zu entwickeln, der die primäre Umwandlung von CO/Synthesegas in einen intermediären Alkohol durch Gasfermentation und die enzymatische Umwandlung in den Polymervorläufer umfasst.

Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Entwicklung von Technologien für die einzelnen Prozessschritte und auf der konzeptionellen Gestaltung des Gesamtprozesses. In einer ersten Phase werden die einzelnen Prozessschritte unabhängig voneinander entwickelt. Anschließend wird ihre Leistungsfähigkeit durch techno-ökonomische Bewertungen und Lebenszyklusanalysen evaluiert. Basierend auf diesen Ergebnissen wird der Gesamtprozess experimentell validiert und weiter optimiert. Eine abschließende Prozessbewertung wird aus techno-ökonomischer Sicht entlang der gesamten Entwicklungskette durchgeführt. BioCOnversion wird von CLIB koordiniert und vereint mehrere innovative Anbieter von Konversions- und Verwertungstechnologien – und macht damit einen hochwertigen Baustein aus einem CO-basierten, klimafreundlichen Prozess verfügbar.

In diesem Projekt wird ein lebendiges Netzwerk für die Kreislauf- und Bioökonomie aufgebaut, das die Niederlande und NRW verbindet. Es wird durch das INTERREG-Programm Deutschland-Nederland finanziert und umfasst drei Kernarbeitsgruppen, die sich mit den Themen „regionale Stoffströme“, „innovative Geschäftsmodelle“ und „Qualifizierung und Rahmenbedingungen“ innerhalb einer Kreislaufwirtschaft beschäftigen. Darüber hinaus wird das Projekt ein Innovationsgutscheinprogramm für KMUs anbieten, um deren Geschäftsmodelle weiterzuentwickeln und ihre Prozessentwicklung zu fördern. Es zielt darauf ab, Stakeholder aus Landwirtschaft, Logistik, Biotechnologie, Wissenschaft und verarbeitender Industrie sowie Kommunen durch zahlreiche Veranstaltungen zu vernetzen, inspiriert durch den strukturierten Netzwerkprozess von CLIB. Das Netzwerk wird neue grenzüberschreitende Wertschöpfungsketten, Geschäftsmodelle und Kooperationen schaffen.

Das CLIB-Kompetenzzentrum Biotechnologie ist ein standortübergreifendes Verbundprojekt zur Förderung einer nachhaltigen, ressourceneffizienten Wirtschaft in Nordrhein-Westfalen, durchgeführt von der Universität Bielefeld, der TU Dortmund, der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf und dem Forschungszentrum Jülich. Ziel des CKB ist es, eine integrierte Infrastruktur für die Bioökonomie in NRW bereitzustellen: vom Gen und Enzym bis zum Prozess und Produkt. Das CKB wird – basierend auf den bisherigen Erfahrungen – ein standortübergreifendes, integriertes Zentrum aufbauen. Dadurch wird es innovative Technologien in NRW etablieren und in einen ersten Anwendungsmaßstab bringen. Mehr als 30 Arbeitsgruppen beschäftigen sich mit den drei Megatrends Ressourceneffizienz, Rohstoffe und Gesundheit. Als Unterauftragnehmer ist CLIB für die Koordination der Öffentlichkeitsarbeit und die Einbindung in die lokale, nationale und internationale Wirtschaft über KMU und Industrie verantwortlich.

ConCO2rde ist ein europäisches innovatives Ausbildungsnetzwerk, das ein vielfältiges Team von Chemikern, synthetischen Biologen, Enzymtechnologen und Prozessingenieuren zusammenbringt. Das Hauptziel dieses Teams ist es, 11 Early Stage Researcher (ESR) in verschiedenen Forschungsdisziplinen auszubilden, die zusammen die Umwandlung von CO2 durch intelligente autotrophe Bioraffinerien ermöglichen.

Das Konzept basiert auf autotrophen Mikroorganismen, die erneuerbare Energie für die Akkumulation von Biomasse nutzen und damit potentielle Quellen für zukünftige Materialien unserer Gesellschaft darstellen. Das Netzwerk von ConCO2rde kombiniert die Chassis-Stammentwicklung dieser autotrophen Mikroorganismen mit der Verfahrenstechnik, um biotechnologische Prozesse auf die nächste Stufe zu bringen.

CLIB wird im Training der 11 ESRs beteiligt sein und das Projektkonsortium in sein breites C1 Netzwerk integrieren.

CROSSBEE wird sich unter der Koordination von CLIB in einem vierährigen Projekt, das bis 2022 finanziert wird, der Herausforderung stellen, verschiedene Disziplinen und Expertisen in unterschiedlichen, für die Bioökonomie relevanten Bereichen zu kombinieren. CROSSBEE wird zwei Aktivitäten in der BIG-Cluster Region umsetzen: Im Rahmen des Massive Open Online Course (MOOC) „Biobased Products for a Sustainable (Bio)economy“ lernen Studierende aus aller Welt Grundlagen der Bioökonomie und entdecken moderne biobasierte Produktbeispiele. Der MOOC wurde im Januar 2019 veröffentlicht. Im Rahmen des Studentenwettbewerbs Global Biobased Business Plan Competition (G-BiB) werden die Studierendenteams individuell in unternehmerisch relevanten Kompetenzen und Fähigkeiten geschult und lernen so, über den wissenschaftlichen Tellerrand hinaus zu denken.

Käfer sind proteinreich und können nachhaltig gezüchtet werden, mit einem relativ geringen ökologischen Fußabdruck in Bezug auf Produktion und Verarbeitung. Die Verwendung von Insektenprotein ist bereits in Tiernahrung und Futtermitteln für die Aquakultur erlaubt. Das von der EU geförderte Projekt FARMŸNG wird im industriellen und automatisierten Maßstab die Züchtung und Transformation des Insekts Tenebrio molitor (Mehlwurm) für die Produktion von Tier- und Fischnahrung entwickeln. Es wird eine biobasierte Wertschöpfungskette für nachhaltige, sichere und hochwertige Futtermittelprodukte demonstrieren. Das Projekt zielt darauf ab, 1.500 Tonnen Protein und 400 Tonnen Öl pro Monat zu produzieren – Raten, die noch nie zuvor auf dem Markt der Insektenproteinproduktion demonstriert wurden. CLIB ist ein Projektpartner, der die Aufgabe hat, die Projektergebnisse zu verbreiten und die Entwicklung von Geschäftsmodellen zu unterstützen.

Eine wesentliche Stärke der Biotechnologie ist die Umwandlung von funktionalen, biobasierten Rohstoffen in hochwertige Produkte in verschiedenen Bereichen wie der Spezialchemie, der Kosmetik oder der Lebensmittelindustrie. Diese „High Performance Ingredients“ (HiPerIns) können so den Weg für neue Technologien, neue Prozesse und letztlich eine Bioökonomie ebnen. Neben neuen intrinsischen Innovationen wird die Biotechnologie-Branche zunehmend von externen Faktoren beeinflusst: Disruptive Technologien wie die Digitalisierung und das Streben nach einer Kreislaufwirtschaft verändern bestehende Märkte radikal, regulatorische Rahmenbedingungen und Verbraucherwünsche in Bezug auf Nachhaltigkeit sind heute entscheidend für den Erfolg eines Produkts.

Die Realisierungsphase von HiPerIn 2.0 wird im Jahr 2020 durch das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert. Mit einem Fördervolumen von 600.000 € und einem Förderzeitraum von drei Jahren wird es CLIB ermöglicht, die dringendsten Hürden anzugehen, die vielversprechendsten Produktgruppen zu finden und eine nachhaltige Wirkung für die Biotech-Szene in NRW zu erzielen. Die Querschnittsthemen Digitalisierung, Kreislaufwirtschaft, regulatorische Rahmenbedingungen, End-of-Life-Produktdesign und öffentliche Wahrnehmung werden in Bezug auf die Produkt- und Marktbereiche Lebens- und Futtermittel, Home und Personal Care, Beschichtungen, Klebstoffe und Textilien analysiert.

Mit dem Ziel einer ressourceneffizienten, umweltverträglichen und nachhaltigen Produktion befasst sich dieses industriegetriebene Projekt mit der Entwicklung neuartiger, wirtschaftlich tragfähiger Produkte und Prozesse auf Basis von Abfallströmen aus der Landwirtschaft (z. B. Gras, Gemüse), dem Gartenbau, der Forstwirtschaft und der Lebensmittelindustrie. Zu den geplanten Produkten gehören gesundheitsfördernde Lebensmittelzusatzstoffe, fermentierbare Zucker für die Produktion von hochwertigen Verbindungen wie Astaxanthin, enzymatisch optimierte Futtermittelzusatzstoffe sowie Fruchtaromen zur Reduzierung der großtechnischen Produktion auf dem Feld und der CO2-Emissionen. In dem Konsortium sind Partner aus Industrie und Wissenschaft zusammengeführt, die an unterschiedlichen Positionen in den Wertschöpfungsketten der Agrar- und Lebensmittel-/Futtermittelindustrie angesiedelt sind.

Phosphor ist eine endliche Ressource von herausragender wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Bedeutung, die derzeit ausschließlich durch Gesteinsabbau gewonnen wird. Phosphor wird hauptsächlich in Düngemitteln eingesetzt (80 %), seine höherwertigen Produkte bzw. Verwendungen sind jedoch vielfältig und umfassen z. B. Schmelzsalze, Lebensmittelzusätze, Metallverarbeitung, Straßenbau oder Brandschutzmittel. Die Reduzierung des Einsatzes von Rohphosphor und der Ersatz durch Phosphate aus nachwachsenden Rohstoffen würde die Schließung des Phosphorkreislaufs und ein effizientes P-Management ermöglichen. Ein aufstrebendes Feld ist die enzymatische Gewinnung von grünem Phosphat durch die Verarbeitung von pflanzlichen Futtermitteln und Nebenprodukten der Lebensmittelherstellung (Ölpresskuchen und Pflanzenmehle).Das Ziel des Business-P-Projektes ist die Beantwortung der Fragen, ob, zu welchen Kosten und in welchen Verwertungsprodukten Prozesse mit organisch gebundenem Phosphor und damit verbundene Recyclingstrategien dieser wertvollen Ressource wirtschaftlich sind. Im Rahmen des Business-P-Projekts untersucht die Arbeitsgruppe von Dr. A. J. Ruff vom Institut für Biotechnologie unter der Leitung von Prof. Dr. U. Schwaneberg an der RWTH Aachen die Extraktion von Phosphor aus Rapspresskuchen und -schrot. Ihre Expertise im Protein-Engineering wird eingesetzt, um maßgeschneiderte Enzyme für die P-Rückgewinnungsstrategie zu generieren. Die RWTH liefert wichtige Daten für die wirtschaftliche Bewertung. Prof. Dr. S. Bröring, Lehrstuhl für Technologie- und Innovationsmanagement im Agrarsektor der Universität Bonn, analysiert die neu entstehenden Wertschöpfungsketten, Verwertungspotenziale, Markteintritte und die Patentlandschaft. CLIB sorgt für die Verbreitung, indem es Workshops organisiert, die Valorisierungspotenziale identifizieren und einen Transfer der generierten Daten in industrielle Folgeprojekte ermöglichen.