Promovieren am Forschungskolleg

Das innerhalb der Bioverfahrenstechnik angesiedelte Forschungskolleg „Magnetische Enzyme“ MAGNENZ gehört zu den bundesweit sieben vom BMBF geförderten Konzepten, bei denen Absolventen des Umwelt-Campus die Möglichkeit einer Promotion eröffnet wird. In Kooperation mit den beteiligten Fakultäten der TU Kaiserslautern lässt sich so zukünftig auch mit gutem Fachhochschulabschluss ein Doktortitel machen.

Enzyme als Biokatalysatoren sind heute in vielen Bereichen allgegenwärtig. Beispielsweise bei der Herstellung von Lebensmitteln, als Fleckenlöser im Waschmittel oder bei der Produktion industrieller Rohstoffe. Im Rahmen des Forschungskollegs wird das Anwendungsspektrum von Enzymen erweitert, indem die Enzyme an magnetische Nanopartikel gebunden werden. Damit gelingt es, die Enzyme durch Anlegen eines Magnetfeldes auf einfache Weise aus dem verfahrenstechnischen Prozess zu fischen und so z.B. einem gezielten Recycling zu zuführen.

Am Umwelt-Campus sind im Rahmen des Kollegs drei interdisziplinäre Arbeitsgruppen aktiv:

Im Bereich Biotechnologie werden die verfahrenstechnischen und molekularbiologischen Fragestellungen zur biotechnologischen Produktion von Enzymen bearbeitet. Im Vordergrund stehen dabei die Auswahl von geeigneten Enzymen und die Optimierung der fermentativen Herstellung im Bioreaktor. Hierzu werden komplexe Prozessführungsstrategien wie z.B. die Hochzelldichtekultivierung eingesetzt.

Die Abtrennung der Enzym-Magnetpartikel aus den Reaktionsmischungen und deren Recycling wird in der Arbeitsgruppe für Aufarbeitungstechnik bearbeitet. Im Fokus steht dabei die Entwicklung von Kombinationssystemen aus (Bio-)Reaktor und Magnetseparator, die eine möglichst vollständige Abtrennung der Enzym-Magnetpartikel vom Rest der Reaktionssuspension ermöglichen.

Die Angewandte Informatik schließlich modelliert und simuliert den Herstellungsprozess am Computer.  Auf der Basis des mathematischen Modelles soll eine prozessbegleitende Simulation zur Online-Identifikation unbekannter Parameter und Vorhersage des zukünftigen Prozessverlaufes erfolgen. Hierauf aufbauend wird ein modellgestütztes Regelungsverfahren zur Optimierung etabliert.

Leitung: 

Prof. Dr.-Ing. Percy Kampeis

Prof. Dr. Klaus-Uwe Gollmer

Prof. Dr. Anne Lämmel