Zu den zentralen Herausforderungen bei der Etablierung neuer biotechnologischer Produktionsprozesse gehören die zu langen Entwicklungszeiten. Miniaturisierte und automatisierte parallele Bioreaktorsysteme sind ein wichtiger Lösungsansatz. Wie bereits gezeigt werden konnte, ermöglichen mit Hilfe von Laborrobotern im Parallelansatz automatisierte Rührkessel-Bioreaktoren im Milliliter-Maßstab eine einfache Skalierung von Bioprozessen bis in den Liter- und m³-Maßstab.

Obwohl bereits wichtige Prozessgrößen wie beispielsweise Temperatur, Rührerdrehzahl, pH, Gelöstsauerstoffkonzentration (DO) oder optische Dichten (OD) auch in miniaturisierten Parallelreaktoren on-line erfasst und kontrolliert werden können, ist zum einen der Aufwand zur Kalibrierung der Sensoren aufgrund der Paralellisierung noch sehr hoch und zum anderen fehlen weitere on-line Informationen wie beispielsweise das Füllvolumen der Parallelreaktoren im Millilitermaßstab.

Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens ist daher die Nutzbarmachung der großen digital bereits jetzt on-line verfügbaren Prozessdatenmengen von 48 parallel mit einem Pipettierroboter automatisierten Rührkesselreaktoren, um zum einen automatisierte Kalibrierverfahren während der laufenden Parallelprozesse zu ermöglichen und zum anderen mit Hilfe von Softsensoren bisher nicht verfügbare Prozessgrößen wie die individuellen Füllvolumina der einzelnen Parallelreaktoren on-line abschätzen zu können.

Am Beispiel verschiedener mikrobieller Prozessentwicklungen sollen die neuen digitalen Werkzeuge nutzbar gemacht und deren Nutzen für eine noch effizientere Bioprozessentwicklung im digitalisierten Bioprozesslabor validiert werden.