Forschungsprojekt

ReActoB – Ressourcenschonende Biofilmreaktoren für Aerosol-Biotransformationen

ReActoB entwickelt neuartige aerosolbasierte Biofilmreaktoren, die ressourceneffiziente und nachhaltige biochemische Transformationsprozesse ermöglichen. Durch die Verknüpfung von Mikrobiologie, Reaktortechnik und optogenetischer Steuerung wird ein neuartiges, skalierbares und umweltfreundliches Prozesskonzept geschaffen, das einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsorientierten Bioökonomie leistet

ReActoB entwickelt eine neue Generation von Biofilmreaktoren, um industrielle Bioprozesse effizienter, nachhaltiger und skalierbarer zu gestalten. Anstelle herkömmlicher, suspendierter Bakterienkulturen in Rührkesselreaktoren setzt ReActoB auf aerosolbasierte Biofilmreaktoren (BRABs). In diesen Systemen wachsen die katalytisch aktiven Bakterien als dreidimensionale Biofilme auf Oberflächenstrukturen in der Dampfphase. Dadurch lässt sich der Verbrauch an Nährmedium deutlich reduzieren.

Als Modellsystem dient ein mikrobielles Konsortium aus heterotroph und autotroph wachsenden Bakterien, das Cyclohexan zu Cyclohexanol umwandeln kann – einer zentralen Verbindung für die chemische Industrie. Diese Reaktion stellt hohe Anforderungen an die Organismen, da beide Substanzen toxisch sind und ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften die Umsetzung im Reaktor erschweren.

Ziel des Projekts ist es, stabile und leistungsfähige Biofilme zu etablieren und Strategien zur Substratzufuhr für einen effizienten Langzeitbetrieb zu entwickeln. Zudem kommen optogenetische Werkzeuge zum Einsatz, um Wachstum und Aktivität der Biofilme präzise mit Licht zu steuern.

Durch die Verbindung von Mikrobiologie, Reaktortechnik und Nachhaltigkeitsaspekten liefert ReActoB innovative Konzepte für ressourceneffiziente Produktionssysteme und unterstützt den Wandel der chemischen Industrie hin zu einer biobasierten Wirtschaft.

Aerosolreaktor mit Beleuchtungseinheit zur Kultivierung eines Trichocoleus desertorum Biofilms. Abbildung publiziert in Philipp LA, Bühler K, Ulber R, Gescher J. Beneficial applications of biofilms. Nat Rev Microbiol. 2024 May;22(5):276-290. doi: 10.1038/s41579-023-00985-0. Epub 2023 Nov 13. PMID: 37957398.

Einblick in das ReActoB Forschungsprojekt.

Team

Katja Bühler

Katja Bühler

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Roland Ulber

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