Bioaktive Stoffe wie z.B. Pharmazeutika werden häufig in enzymkatalysierten Prozessen hergestellt. Biologische Katalysatoren besitzen einige Vorteile gegenüber der chemischen Katalyse. So sind sie auch unter milden Reaktionsbedingungen wirkungsvoll. Es werden also keine extremen Temperaturen oder pH-Werte für eine erfolgreiche Erzeugung des Produktes benötigt. Darüber hinaus sind Enzyme spezifisch in ihrer Wirkungsweise. Der Umsatz kann erhöht und die Bildung von Nebenprodukten kann eingeschränkt werden.

Nach einer enzymkatalysierten Reaktion liegt ein Gemisch aus Ausgangssubstanzen, Produkten, Katalysator und evtl. Hilfsstoffen vor, aus dem der gewünschte Wertstoff isoliert werden muss. Mehrere im Gemisch enthaltene Stoffe können ähnliche Eigenschaften aufweisen, was ihre Trennung anspruchsvoll macht. Sie erfordert einen stoffspezifischen Ansatz. Dies kann  z.B. durch selektive Adsorption erreicht werden, wobei das Produkt an einen maßgeschneiderten Feststoff angelagert wird. Auf diese Weise kann die Zielsubstanz effektiv aus dem Gemisch entfernt werden. Schlüsselparameter ist dabei die spezifische Wechselwirkung zwischen Adsorbens und abzutrennenden Stoff.

Darüber hinaus können ausgewählte Feststoffe dazu dienen die eingesetzten Enzyme an sie zu binden. Durch diese Immobilisierung können die Enzyme im Reaktor gehalten und wieder verwendet werden. So können die durch das Enzym verursachten Kosten pro Produktmenge gesenkt werden.

In der Arbeitsgruppe werden neue Prozesskonzepte entwickelt, wobei die Stofftrennung im Fokus der Arbeit steht. Diese kann in einer separaten Prozesseinheit erfolgen oder direkt in den Prozessschritt der Reaktion integriert sein.

Die Professur Niemeyer ist Partner im BMBF-geförderten Cluster „Nachhaltige Biotechnologie auf neuen Wegen - BIOKATALYSE2021