OptoGas

Ziel des Projekts OptoGas ist die Etablierung einer geeigneten Prozessteuerung zur Kultivierung von filamentösen Pilzen im Laufe von mehrtägigen, submersen Kultivierungen. Der natürliche Pilz Penicillium sp. (IBWF 040-09) kann sowohl als Pellets als auch als freie Hyphen vorliegen. Die Ausbildung der Morphologie wird maßgeblich durch die Kultivierungsbedingungen beeinflusst und kann sich im Laufe des verfahrenstechnischen Prozesses verändern. Da freies Myzel zum Bewachsen von Sensoren und einer erhöhten Viskosität führen kann, wird das Wachstum in Pelletform verfahrenstechnisch bevorzugt. Im Falle von Penicillium sp. (IBWF 040-09) konnte zudem gezeigt werden, dass durch die Pellet-Morphologie die Produktion eines gewünschten Zielproduktes gesteigert werden kann. Ursache dafür ist, dass die Pelletform zu Nährstofflimitierungen führt und so den Sekundärmetabolismus ankurbelt. Das Zielprodukt, ein Protease-Inhibitor, ist eine pharmakologisch interessante Substanz gegen den Erreger der Trypanosmaisis (Afrikanische Schlafkrankheit).

Zur Analyse der auftretenden Morphologie-Veränderung im Laufe der Kultivierung soll eine dynamische Überwachung in Form einer In-Situ-Auflicht-Mikroskopie etabliert werden. Ziel dieser Überwachung ist es, Veränderungen zu erkennen und gezielt darauf zu reagieren. Für eine schnelle und reproduzierbare Auswertung der aufgenommenen Bilddaten soll gemeinsam mit dem Kooperationspartner Inline Process Solutions (IPS) aus Kaiserslautern eine KI-gestützte Auswertungssoftware entwickelt werden. Dies soll eine automatisierte Erkennung und Quantifizierung morphologischer Veränderungen ermöglichen. Durch eine Integration der Morphologie-Information ins Prozesssteuerungssystem sollen gezielte Anpassungen des Prozesses ermöglicht werden. Besonderer Fokus liegt dabei auf den Begasungsparametern.