Mach mit beim 99€ Bioreaktor Wettbewerb!
Tüfteln, Bauen, Kultivieren! – Unter diesem Motto findet jedes Jahr der Wettbewerb um den besten 99€-Bioreaktor an der Professur für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Dresden unter der Leitung des Vereins „Netzwerk Bioverfahrenstechnik Dresden e.V.“ statt. Und dies bereits seit 2014! Und damit es nicht langweilig wird, gibt in jedem Jahr eine neue Challenge: Angefangen von anaeroben Batchprozessen für die Ethanolproduktion über Fed-batch Kultivierungen zur roten Farbstoffherstellung bis hin zur Anzucht von extremophiler Organismen.
Kreative Teams, bestehend aus drei bis vier Studierenden und einer/s Doktorand*in bzw. Postdocs, aus ganz Deutschland stellen sich der Herausforderung und bauten mit nur maximal 99,- € einen funktionstüchtigen Bioreaktor unter den vorgegebenen Rahmenbedingungen, der im anschließenden Wettbewerb bestehen muss. Neben jeder Menge Spaß und tüftlerischen Highlights, gibt es für die Besten der Besten auch immer einen Preis!
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2024
Citratproduktion mit Yarrowia lipolytica
Die industrielle Produktion von Zitronensäure ist ein zentraler Bestandteil der globalen
biotechnologischen Wertschöpfungskette. Mit einer jährlichen Produktionsmenge von
mehreren Millionen Tonnen wird Citrat als Säuerungsmittel, Konservierungsstoff und
Komplexbildner in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie eingesetzt. Der
Fermentationsprozess mit dem Schimmelpilz Aspergillus niger ist seit Jahrzehnten der
Industriestandard. Allerdings bringt dieser Produktionsweg einige Herausforderungen
mit sich, darunter die potenzielle Bildung von Mykotoxinen, hohe Anforderungen an
die Sterilität und begrenzte Substratflexibilität.
Eine vielversprechende Alternative stellt die Hefe Yarrowia lipolytica dar. Dieser
Organismus bietet mehrere Vorteile gegenüber Aspergillus niger, die ihn besonders für
den industriellen Einsatz attraktiv machen. Einer der bedeutendsten Vorteile liegt in
der inhärenten Sicherheit von Hefen im Vergleich zu filamentösen Pilzen:
Yarrowia lipolytica ist nicht pathogen und bildet keine toxischen Nebenprodukte, was
das Risiko einer Kontamination der Endprodukte minimiert.
Neben sicherheitstechnischen Aspekten überzeugt Yarrowia lipolytica auch durch ihre
hohe metabolische Flexibilität. Während Aspergillus niger primär auf Glucose als
Kohlenstoffquelle angewiesen ist, kann Yarrowia lipolytica eine große Bandbreite an
Substraten nutzen, darunter industrielle Nebenströme wie Glycerin, Fettsäuren und
Pflanzenöle. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für eine ressourcenschonende und
wirtschaftlich attraktive Citratproduktion, insbesondere im Hinblick auf eine möglichst
vollständigen Nutzung von Ressourcen.
In diesem Kontext soll beim diesjährigen Bioreaktorwettbewerb mit dem begrenzten
Budget vom 99€, durch eine kreative Auslegung von Kultivierung, Reaktor und
Prozesssteuerung, eine maximale Produktion von Citrat mit Yarrowia lipolytica erzielt
werden.
Der Wettbewerb bietet den Teilnehmerinnen und Teilnehmern die Möglichkeit, ihre Fähigkeiten und ihr Wissen in der Bioreaktions- und -prozesstechnik einzusetzen, um eine kosteneffektive und nachhaltige Methode zur Produktion von Polyglutaminsäure mit einem begrenzten Budgetvon 99,- € zu entwickeln.
Also folgt dem Link und meldet euch an zum diesjährigen Wettbewerb. Wir freuen uns auf euch.
A99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2023
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2024
γ-Polyglutaminsäureproduktion mit Bacillus subtilis var. natto
Bacillus subtilis var. natto ist aus der Herstellung der japanischen Spezialität „Natto“ bekannt. Bei der Fermentation der Sojabohnen entsteht dabei unter anderem Polyglutaminsäure (γ-PGA). Dieses wasserlösliche Biopolymer wird beispielsweise in Katastrophenfällen zur Aufbereitung von Böden und Trinkwasser eingesetzt. In der Lebensmittelindustrie verbessert es als Zusatzstoff Textur und Stabilität von Lebensmitteln und kann sogar zur Verlängerung der Haltbarkeit beitragen. Kosmetikprodukte profitieren von den feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften von γ-PGA, während es in der Medizin als Arzneimittelträger, um Wirkstoffe gezielt freizusetzen, bei der Geweberegeneration und als Wundauflage eingesetzt wird. Zudem kann es als umweltfreundliche Alternative zu hrekömmlichen Verpackungsmaterialien eingesetzt werden. Die Nutzung von B. subtilis var. natto zur Produktion von γ-Polyglutaminsäure eröffnet eine Fülle von innovativen Lösungen für verschiedenste Industriezweige und Herausforderungen. Allerdings führt die Produktion von γ-PGA zu einer Erhöhung der Mediumsviskosität, wodurch die Prozessführung erschwert wird. Der Anstieg der Viskosität dient gleichzeitig als Zielparameter zur Bestimmung der Bildung von Polyglutaminsäure.
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2023
Phytaseproduktion mit Blastobotrys adeninivorans
Die effektive Nutzung von begrenzten Ressourcen ist ein wichtiges Optimierungsziel bei der Entwicklung und der technischen Umsetzung von Produktionsprozessen. Im Zuge der im vergangenen Jahr stark angestiegenen Energiepreise und mithin der Preise vieler Ausgangsstoffe ist dies in besonderem Maße in den Fokus gerückt. Aber auch die allgemeinen Anstrengungen dem Klimawandel entgegenzuwirken gebieten einen schonenden Einsatz von Ressourcen. Durch den weltweit steigenden Bedarf an Fleischprodukten erfährt die Optimierung der Ausbeute in der Produktion durch den Einsatz spezieller Futtermittel eine zunehmend hohe Bedeutung. Phytase ist ein Enzym, das in der Tierfütterung eingesetzt wird, um Phosphor aus Futtermitteln freizusetzen und so eine effizientere Nutzung von Phosphatquellen bei der Tieraufzucht von Geflügel und Schweinen zu ermöglichen. Damit trägt der Einsatz zur Reduzierung der Phosphatbelastung in der Landwirtschaft bei und somit zum sorgsamen Umgang mit Grundwasser. Ein vielversprechender Produktionsstamm für Phytase ist der Hefepilz Blastobotrys adeninivorans. Die Verwendung von Bioreaktoren stellt eine kostengünstige und effiziente Methode zur Produktion von Phytase in großen Mengen dar.
A
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2022
Pigmentproduktion mit Micrococcus luteus
Gut bekannt und doch noch verkannt? Pigmentproduktion mit Micrococcus luteus
Micrococcus luteus gibt es eigentlich überall, nur nicht in der biotechnischen Produktion. Dabei erzeugt das kleine Bakterium durchaus interessante Substanzen, wie etwa ein leuchtend gelbes Pigment welches in der Zellmembran eingelagert wird. Dieses zeichnet sich durch antimikrobielle Eigenschaften, den Schutz vor schädlicher UV-Strahlung, einer anti-oxidativen Wirksamkeit und der Verwendbarkeit als natürlicher Farbstoff aus und wäre sowohl in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie als auch im Gesundheitssektor einsetzbar. Herkömmlich verwendete Pigmente zum UV-Schutz in Kosmetika und Pharmazeutika haben oftmals gesundheitsschädliche Nebenwirkungen und die steigende Zahl multiresistenter Keime gegenüber traditioneller Antibiotika ist hinlänglich bekannt. Eine potentielle Ablösung dieser Stoffe oder die Erweiterung des bestehenden Spektrums durch natürliche Substitute sind daher sehr vielversprechend und brandaktuell. Aufgrund dieser bestechenden Eigenschaften rückte die Kultivierung von M. luteus beim diesjährigen 99 € Bioreaktorwettbewerb in den Fokus.
Der Wettbewerb fand am 14. und 15. Juli 2022 an der Professur für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Dresden unter der Leitung des Absolventenvereins „Netzwerk Bioverfahrenstechnik Dresden e.V.“ statt. Jedes Team hatte ein Budget von 99 € zur Verfügung, um einen funktionstüchtigen Reaktor zu bauen.
Viel Zeit, Fleiß und Kreativität steckte in allen Ideen und wir bedanken uns herzlich bei allen Teilnehmern für Engagement und Sportsgeist. Selbstverständlich gibt es bei einem Wettbewerb auch Preise zu gewinnen. So erhielt das Team „Gelbflorenz“ (TU Dresden) den ersten Platz für den höchsten Pigmentgehalt. Der zweite Platz wurde von dem Team „Pigmentoren“ (TU Berlin) belegt und für die höchste Biomasseproduktion ausgezeichnet. Der dritte Platz, für das innovativste Konzept, wurde traditionell von unseren Sponsoren gekürt und ging an das Team „The Shining Engineers“ (HS Zittau/Görlitz). Insgesamt wurden Preisgelder im Wert von 1050 € vergeben, gesponsert von der 2mag AG, der Düperthal GmbH, der INTEGRIS LIMS GmbH, der Sysmex Partec GmbH, der MLE GmbH sowie der SmartLab Solutions GmbH.
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2019
Hochzelldichtekultivierung von Vibrio natriegens
Höher, schneller, weiter – kann Vibrio natriegens das allseits bekannte Haustier der Biotechnologie, Escherichia coli, ablösen?
Mit einer Verdopplungszeit von bis zu 9,8 min ist er mehr als doppelt so schnell im Vergleich zu dem viel prominenteren E. coli. Zudem zeichnet sich V. natriegens sowohl unter aeroben wie auch unter anaeroben Bedingungen durch eine sehr hohe Substrataufnahmerate aus, was Voraussetzung für eine hohe Produktivität ist. Außerdem sehr charmant: Vibrio hat außer einem hohen Bedarf an Natrium keine ausgefallenen Sonderwünsche an das Medium und besitzt ein breites Substratspektrum bezüglich der Kohlenstoffquellen. Aufgrund dieser bestechenden Eigenschaften rückte Vibrio beim diesjährigen 99 € Bioreaktorwettbewerb in den Fokus.
Der Wettbewerb fand am 04. und 05. Juli 2019 an der Professur für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Dresden unter der Leitung des Absolventenvereins „Netzwerk Bioverfahrenstechnik Dresden e.V.“ statt. Jedes Team hatte ein Budget von 99 € zur Verfügung, um einen funktionstüchtigen Reaktor zu bauen. Durch die rasche Teilungsrate und den hohen Substratbedarf mussten in der Prozessführung pH Regelung und ständige Zufuhr einer Kohlenstoffquelle gewährleistet werden. Zur preisgünstigen Umsetzung der Konzepte wurden zum Beispiel alten Gurkengläsern und PET Flaschen verbaut. Beim „Team Super Salty“ wurde kurzerhand ein Joghurtbereiter zu einem Reaktor umfunktioniert. Viel Zeit, Mühe und Fleiß steckte in allen Ideen und wir bedanken uns herzlich bei allen Teilnehmern für Engagement und Sportsgeist.
Selbstverständlich gibt es bei einem Wettbewerb auch Preise zu gewinnen. So erhielt das Team „Vibrio natriegens and the Boys“ (TU Kaiserslautern) den ersten Platz für die höchste Biomasseproduktivität. Der zweite Platz wurde von dem Team „Im Osten geht die Sonne auf“ (HS Zittau/Görlitz) belegt und für den höchsten Ertrag ausgezeichnet. Der dritte Platz, für das innovativste Konzept, wurde traditionell von unseren Sponsoren gekürt und ging an das Team „Uni Stuttgart“.
Insgesamt wurden Preisgelder im Wert von 1200 € vergeben, gesponsert von der Bosch Pharmatec GmbH, der EUROIMMUN AG, der INTEGRIS LIMS GmbH, der MINT Engineering GmbH, der Sysmex Partec GmbH, der Molecular Diagnostics Group GmbH, der Düperthal GmbH, der e-nema GmbH, der MLE GmbH und der SAAS Systemanalyse und Automatisierungsservice GmbH.
99 € – Bioreaktor Wettbewerb 2018
Farbstoffproduktion mittels Anoxybacillus flavithermus
Die Entwicklung neuer biotechnologischer Produkte und effizienterer Technologien erfordern den Einsatz vielseitiger Mikroorganismen, die auch in Grenzbereichen effektiv arbeiten können. Dazu zählen unter anderem die sogenannten „Extremophilen“. Ein solcher „Allrounder“ ist der Anoxybacillus flavithermus, dessen Enzyme und namensgebendes Pigment eine hohe Thermostabilität aufweisen. Die Herausforderung beim Einsatz von extremophilen Mikroorganismen besteht in der technischen Kultivierung, sprich den Organismus außerhalb seines natürlichen Habitats zu vermehren und dessen Eigenschaften beizubehalten – eine Herausforderung, der sich zehn Teams von Universitäten und Hochschulen aus ganz Deutschland zum 5jährigen Jubiläum des Wettbewerbs um den besten 99€-Bioreaktor stellten.
Der Wettbewerb fand am 05. und 06. Juli 2018 an der Professur für Bioverfahrenstechnik der Technischen Universität Dresden unter der Leitung des Vereins „Netzwerk Bioverfahrenstechnik Dresden e.V.“ statt. Die Teams mussten mit nur 99,- € Budget einen funktionstüchtigen Reaktor konstruieren und bauen, mit dem im anschließenden Wettbewerb das extremophile Bakterium Anoxybacillus flavithermus kultiviert und zur Farbstoffbildung angeregt werden kann. Die Ideenvielfalt war wieder groß und reichte von rollenden Fässchen über umfunktionierte Thermoskannen bis hin zur „Hochdruck-Dose“. Auch gab es jede Menge toller Preise zu gewinnen. So erhielt das Team „H.E.A.T.“ (Universität Stuttgart) den ersten Platz für den höchsten Pigmentgehalt. Platz zwei für die höchste Biomassekonzentration ging an das Team „Starbact’s – Drop it like it’s hot!“ (Technischen Universität Berlin) und Platz drei für das innovativste Reaktorkonzept an das Team „Fässchenbauer“ (Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden). Insgesamt wurden Preisgelder im Gesamtwert von 1500,- € vergeben, gesponsert von der Bosch Pharmatec GmbH, der EUROIMMUN AG, der INTEGRIS LIMS GmbH, der MINT Engineering GmbH, der Sysmex Partec GmbH, der MLE GmbH und der SAAS Systemanalyse und Automatisierungsservice GmbH.