Viele biobasierte Chemikalien/Produkte werden im kommerziellen Maßstab mit biotechnologischen Batch- oder Fed-Batch-Prozessen hergestellt, die zwar leichter zu kontrollieren und zu vergrößern sind, aber oft zu geringerer Produktivität, längeren Ausfallzeiten der Anlagen und höheren Kosten führen. Kontinuierliche biotechnologische Prozesse könnten vielversprechende neue Alternativen in Bioraffinerien darstellen, die auf hohe Produktivität und geringere Kosten abzielen. Obwohl in einigen Fällen bedeutende Fortschritte erzielt wurden, gibt es immer noch Herausforderungen, die bei der Skalierung zu bewältigen sind, wie z.B.: Kontaminationsrisiken, genetische Instabilität der Zellen, gleichzeitige Aufrechterhaltung eines hohen Produktionstiters, Produktivität und Ausbeute, mangelnde Fähigkeit der weiteren nachgeschalteten Verarbeitung (DSP) zur Bewältigung von Fluss- und Konzentrationsschwankungen aus dem vorgeschalteten Prozess, fortschrittliche Überwachung und Kontrolle.

Vorschläge zu diesem Thema sollten:

• Identifizieren Sie die bestehenden Engpässe bei der Umstellung auf kontinuierliche Prozesse, zeigen Sie auf, wie der vorgeschlagene innovative Ansatz die Herausforderungen der angestrebten Prozesse überwinden kann, die derzeit nur im Batch- oder Fed-Batch-Modus betrieben werden, und nennen Sie die Vorteile der Umstellung auf kontinuierliche Prozesse.
• Demonstrieren Sie kontinuierliche biotechnologische Prozesse (mikrobiell, in Zellfabriken und/oder enzymatisch) für die nachhaltige Produktion von biobasierten Chemikalien, Materialien und/oder Inhaltsstoffen^[1], um identifizierte Engpässe zu beseitigen.
• Demonstrieren Sie zusammen mit der kontinuierlichen vorgelagerten Verarbeitung (einschließlich der Optimierung der Biokatalyse) die Integration effizienter DSP-Systeme, um eine hohe Reinheit zu erreichen, die den Anforderungen der Endanwendungen entspricht und gleichzeitig den kontinuierlichen vorgelagerten Betrieb erleichtert bzw. nicht behindert. Konzentrieren Sie sich auf eine oder mehrere biobasierte Chemikalien, Materialien und/oder Inhaltsstoffe mit hohem Marktpotenzial.
• Ressourceneffizienz/Energieeffizienz und Kreislaufwirtschaft durch Prozessintensivierung und Valorisierung vor- und nachgelagerter Nebenströme (z. B. Wasser, Fermentationsmedien, erschöpfte Zellen usw.).

Zusätzlich zu den spezifischen Anforderungen, die für die Art der Maßnahme gelten, wie in Abschnitt 2.2.3.1 des Jahresarbeitsprogramms 2025 des Gemeinsamen Unternehmens CBE^[2] beschrieben, sollten Vorschläge zu diesem Thema:

• Implementieren Sie Online-Überwachungs- und Kontrollsysteme, einschließlich (falls zutreffend) fortschrittlicher KI/Digital-Tools.
• eine Aufgabe zur Anwendung des von der Europäischen Kommission entwickelten SSbD-Rahmens (safe-and-sustainable-by-design) enthalten. In diesem Zusammenhang wird von den Projekten auch erwartet, dass sie einen Beitrag leisten und Empfehlungen entwickeln, die die Anwendung des SSbD-Rahmens weiter vorantreiben können^[3].
• Gewährleistung der Komplementarität mit früheren und laufenden F&I-Projekten, einschließlich Projekten, die im Rahmen von Horizont 2020 / Horizon Europe und durch das BBI / CBE JU^[4] finanziert werden.

[1] Andere Lebens-/Futtermittelzutaten als Proteine fallen in den Anwendungsbereich (zur Produktion von Proteinen siehe auch HORIZON-JU-CBE-2025-IA-04 Scaling-up von Nahrungsproteinen aus alternativen Quellen).

[2] https://www.cbe.europa.eu/reference-documents

[3] Insbesondere sollten Sie Schwellenwerte angeben, die die Definition von Kriterien und Verbesserungen für die Bewertung von SSbD-Methoden unterstützen können, einschließlich aller Besonderheiten im Zusammenhang mit biobasierten Chemikalien. Die Empfehlungen sollten auch die Identifizierung von Datenlücken, insbesondere in Bezug auf Sicherheit, Umwelt, aber auch sozioökonomische Faktoren, sowie die Prioritäten für die Datenerhebung beinhalten.

[4] Zum Beispiel von H2020: ROBUSTOO, CirculH. Für BBI/CBE JU: Zest, PROMOFER, FLEXIZYME, GoodByO. Die Liste ist nicht erschöpfend.