Am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP führen Unternehmen das Scale-up chemischer Verfahren durch, ohne dafür eine eigene, kostspielige Anlage zu benötigen. Dafür steht die Multi-Purpose-Pilotanlage des Instituts zur Verfügung, alternativ lassen sich kundeneigene Demonstrationsanlagen auf dessen Infrastruktur errichten. Prozesse werden so unter realen Bedingungen erprobt und Investitionsentscheidungen mit belastbaren Daten abgesichert.
Zwischen Labor und industrieller Produktion liegen oftmals große technische, finanzielle und regulatorische Risiken. Auf den industriellen Maßstab zielen auch die Eigenentwicklungen des Instituts, darunter das EthaNa-Verfahren zur ganzheitlichen Nutzung von Raps.
Multi-Purpose-Pilotanlage oder eigene Demonstrationsanlage für das Scale-up
Beim Scale-up innovativer Verfahren verbindet das Fraunhofer CBP flexibel einsetzbare Pilotanlagen mit interdisziplinärer Expertise. „Was wir am Fraunhofer CBP anbieten, ist weltweit nur selten in dieser Form verfügbar“, sagt Dr. Holger Wondraczek vom Fraunhofer CBP. „Kunden können ihre Prozesse auf unserer Multi-Purpose-Pilotanlage einbringen oder eigene Demonstrationsanlagen auf unsere Infrastruktur bauen. Die CBP-Betriebsexperten und -Wissenschaftler kennen die Fallstricke bei Skalierungsprojekten und unterstützen dabei, Scale-up-Risiken zu vermeiden und schneller zum Erfolg zu kommen.“
Wie rasch ein Projekt beginnen kann, hängt davon ab, ob die vorhandene Pilotanlage zum jeweiligen Prozess passt. Ist das der Fall, kann ein Unternehmen praktisch sofort starten. Auch eine kundeneigene Demonstrationsanlage lässt sich vergleichsweise schnell realisieren.
Wie das Scale-up auf einer kundeneigenen Anlage abläuft, zeigt das Beispiel Pruvia. Das unternehmenseigene thermische Recycling von Kunststoffen wurde im großen Maßstab auf einer Anlage auf dem Außengelände des Fraunhofer CBP erprobt. Auf den Anlagen des CBP wird zudem eine neuartige Biotechnologie zur Herstellung palmölfreier Fette aus CO2 für die spätere industrielle Anwendung pilotiert. Entwickelt wird sie von einem CBP-Schwesterinstitut gemeinsam mit der Mibelle Group.
Pilot- und Demonstrationsanlagen liefern Daten für Investitionsentscheidungen
Pilot- und Demonstrationsanlagen sind verkleinerte Versionen industrieller Anlagen, auf denen sich Technologien unter realitätsnahen Bedingungen auf Umsetzbarkeit, Effizienz und Marktfähigkeit prüfen lassen. Die dabei gewonnenen Daten fließen als Grundlage in die Entscheidung ein, in eine industrielle Produktionsanlage zu investieren.
Für ein solches Scale-up fehlt es häufig an geeigneter Chemiewerksinfrastruktur. Noch größer ist dieser Mangel bei neuen chemischen Verfahren, die CO2 oder erneuerbare Ressourcen als Ausgangsstoffe nutzen. „In Deutschland und Europa existiert eine exzellente Grundlagenforschung. Die zentrale Herausforderung liegt dabei weniger in der Entwicklung neuer Technologien als darin, den Beleg zu schaffen, dass diese zuverlässig und wirtschaftlich im industriellen Maßstab umsetzbar sind“, sagt Wondraczek.
EthaNa-Verfahren macht Rapspresskuchen zur Proteinquelle für Lebensmittel
Beim EthaNa-Verfahren, einer Eigenentwicklung des Fraunhofer CBP, wird aus Rapspresskuchen eine alternative Proteinquelle für die Lebensmittelindustrie gewonnen. Auch die Rapsschalen werden weiter genutzt.
„Aktuell sind wir mit potenziellen Anwendern im Gespräch, um diese Forschungsergebnisse in die industrielle Kommerzialisierung zu bringen“, sagt Wondraczek. „Neben der Auftragspilotierung suchen wir proaktiv den Austausch mit Industriepartnern, insbesondere mit Blick auf regulatorische Anforderungen und neue Märkte für alternative Proteine, die wir mit unseren entwickelten Verfahren adressieren.“
