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Was ist Biotechnik?

Die Biotechnik stellt die ingenieurwissenschaftliche Disziplin der Biotechnologie dar. Biotechnologie ist die integrierte Anwendung von Natur- und Ingenieurwissenschaften zur Nutzung oder Bildung biologischer Materialien.


Die Biotechnik ist ausgerichtet auf die Herstellung biotechnischer Produkte unter Einsatz von Mikroorganismen oder biologischen Stoffen. Sie ist damit eine interdisziplinäre Wissenschaft und vernetzt die Gebiete der Mikrobiologie, der Molekularbiologie, der Chemie und Biochemie und der Verfahrenstechnik. „Biotechnik“ wird im Englischen mit „Bioengineering“ übersetzt. Die Bioverfahrenstechnik, auch Bioprozesstechnik genannt, bildet dabei die Kernspezialisierung.


Die hier angeführten Stoffe dienen als Beispiele für biotechnische Produkte:

  • Biopharmazeutische Produkte: Antibiotika, Blutprodukte, rekombinante Impfstoffe
  • Lebensmittel- und Lebensmittelhilfsstoffe: Alkohol, Hefe, Brennereien
  • Chemikalien: Zitronensäure, Aminosäuren, Erdölersatzprodukte (Polylaktat, Propandiol, etc.)
  • Nachwachsende Rohstoffe: Biogas

 

 

Berufliche Tätigkeitsfelder

Die Biotechnik beschreibt nicht nur eine ingenieurwissenschaftliche Disziplin sondern auch ein seit langem etabliertes Berufsbild. Der ausführende Berufsstand ist der des Biotechnikers und der Biotechnikerin. Das entsprechende Berufsbild wird in Österreich durch die Gesellschaft der Biotechnik Österreich (BTÖ) definiert, gepflegt und gefördert.
Im weiteren Text wird der Begriff „Biotechniker“ für beide Geschlechter verwendet.


Durch die breite, vielfältige und vernetzende Ausbildung werden Biotechniker in folgenden Beschäftigungssektoren benötigt und eingesetzt:

  • Biopharmazeutische Industrie (rote Biotechnologie)
  • Brau- und Lebensmittelindustrie (gelbe Biotechnologie)
  • Chemische Industrie (weiße Biotechnologie)
  • Umweltbiotechnologie (graue Biotechnologie)
  • Unternehmensberatung
  • Behörden

Der mögliche Einsatzbereich für Biotechniker ist breit gefächert. Sie können im gesamten Herstellungsprozess Aufgaben übernehmen, von der Auswahl und Testung der Rohstoffe bis zur Betreuung der aseptischen Produktabfüllung. Sie können in der Prozessentwicklung tätig werden sowie die Produktionsanlagen auslegen und validieren, sie können die Betriebsbewilligungen aufbereiten und mit ihrem technischen Verständnis zur kontinuierlichen Verbesserung der Abläufe im Rahmen des Qualitätsmanagements beitragen.
In diesem Zusammenhang spielt das korrekte Lesen und Einschätzen von Prozessdaten im größeren Zusammenhang des Prozesssystems (Materialien, Geräte, Personen, Umgebung, Methoden, Dokumente und Regelungen) eine immer wichtigere Rolle, im Kontext der Produktqualität wie auch der Wirtschaftlichkeit.
Die Biotechnik zählt zu den Schlüsselfeldern zukünftiger Innovation mit großer industrieller Bedeutung. Manchen Zukunftsforschern zufolge befinden wir uns nach den mechanischen, chemischen und elektronischen Phasen der industriellen Entwicklung nun am Beginn der biotechnologisch geprägten Phase.
Um ein paar Beispiele zu nennen: zunehmend werden synthetische Arzneimittel durch zielgenauere biotechnologische Formen der Medikation ersetzt, erneuerbare Rohstoffe ersetzen Erdölderivate, traditionelle chemische Syntheseverfahren werden durch schonende enzymatische Verfahren ersetzt. Dafür werden in der Forschung, der Entwicklung, der technischen Planung, der Produktion wie auch in den behördlichen Abwicklungsverfahren in zunehmendem Maß hochqualifizierte Fachkräfte benötigt.
Die Biotechnik ist eines der wenigen Berufsfelder, in denen der Einzelne nicht nur beruflichen sondern durch Innovation auch erheblichen finanziellen Erfolg erzielen kann. Dies ist am Beispiel der vielen jungen Biotechnologieunternehmen zu sehen.

 

Derzeit liegt der Schwerpunkt der beruflichen Ausübung in der Herstellung biotechnologischer Produkte. Diese umfasst sowohl die Herstellung von Bier und Essig, wie auch die Herstellung von Antibiotika und rekombinanten Impfstoffen.

 

 

Berufliche Positionen

Mögliche berufliche Positionen für Biotechniker mit einem Bachelorabschluss sind in der Projektmitarbeit, der Sachbearbeitung und ähnlichen operativen Bereichen zu finden. Ein Masterabschluss erweitert die möglichen Positionen um Forschung und Entwicklung sowie die technische Führung.
Der große Anteil an praktischen Laborübungen in den jeweiligen Ausbildungen befähigt zur Arbeit im Labor und in Produktionsanlagen. Die fachspezifische theoretische Ausbildung ermöglicht die Mitarbeit bei Planung und Design von Bioprozessen. Grundlagen des Qualitätsmanagements und der pharmazeutischen Fächer ermöglichen die Mitarbeit in Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung.

Der Grad der Verantwortung und Selbstständigkeit richtet sich nach der jeweiligen Ausbildung von Bachelor bis Master (und Diplomstudien), sowie der Weiterbildung und Berufserfahrung. In diesem Sinne übernehmen Biotechniker Zuständigkeiten in der Planung, Durchführung, Bewertung, Qualitätssicherung und Vermittlung von Projekten, Analysen, Produktionen und Überprüfungen.

 

 

Fertigkeiten und Kenntnisse

Von Biotechnikern wird nicht nur ein solides Verständnis der relevanten Rohstoffe, Produkte, Maschinen und Verfahren abverlangt, sondern auch ein Verständnis der Zusammenhänge im Kontext der Produktionspraxis und der daraus resultierenden Produktqualität.
Mit der zunehmenden Automatisierung von Verfahren wird erwartet, dass Biotechniker in der Lage sind, die Plausibilität und Zweckmäßigkeit von Material- und Prozessdaten und Spezifikationen richtig zu bewerten sowie ungewöhnliche Ergebnisse frühzeitig zu erkennen, richtig einzuschätzen und angemessene Maßnahmen zu ergreifen.
Grundsätzlich werden neben den fachtechnischen Kenntnissen auch methodische und soziale Kompetenzen gefordert.

 

 

Auslegung und Betrieb von biotechnischen Herstellungsprozessen

  • Anlagenkonzeption und Anlagenauslegung
  • Produktbildungs- und Aufbereitungstechnologie
  • Entwicklung und Optimierung von Produktionsverfahren
  • Betreuung im Anlagenbau (Reinraumplanung, Geräteauswahl) und Anlagenprüfung (Qualifizierungen und Validierungen)
  • Wartung von Anlagen: Routinewartung basierend auf Qualitätsmanagementvorgaben, Fehlerbehebung
  • Vorbereitung, Betrieb und Instandhaltung von Fermentoren
  • Auslegung von Fermentationsprozessen für die batchweise oder kontinuierliche Führung samt Inprozesskontrollen
  • Aseptisches, technisch korrektes und hygiene- und gefahrenbewusstes Arbeiten mit nicht pathogenen Mikroorganismen und biologischen Materialien
  • Herstellung rekombinanter Proteine, insbesondere Impfstoffe und Antikörper
  • Herstellung von Bier und Essig
  • Bewertung der Plausibilität und Zweckmäßigkeit von Material- und Prozessdaten
  • Einschätzung von Prozessen und Geräten hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile
  • Auswahl der Roh- und Hilfsstoffe der Fermentation und Produktaufbereitung
  • Isolation, Kultivierung und gentechnische Modifikation von mikrobiellen Produktionsstämmen
  • Inokulumsbereitung

 

 

 

Ausführen von Stützprozessen der Produktion

  • Identifikation, Etablierung und Validierung von Qualitätskontrollen
  • Probenanalytik: Proben von Rohstoffen und Materialien nehmen, analysieren und Ergebnisse statistisch auswerten
  • Warenkontrolle und Lagerlogistik
  • Sterilisation von Geräten und Materialien
  • Chromatographie
  • Formulierung
  • Abfüllung
  • Gefriertrocknung
  • Verpackungsprozesse
  • Im Laboratorium: Durchführung manueller oder instrumenteller chemischer, biochemischer und mikrobiologischer Analysen
  • Probenahme und -analyse und Auswertung von Materialproben

 

 

Qualitätssicherung und GMP-konformes Arbeiten

  • Befolgung der Prinzipien der Guten Herstellungspraxis
  • Erstellen von Verfahrensanweisungen, Herstellvorschriften und Master Batch Records
  • Auslegung von Qualitätsstandards
  • Erstellen einer Site Master File
  • Mitarbeiterschulung
  • Überwachung im Kontext der Betriebshygiene und des Qualitätsmanagementsystems
  • Vorbereitung von Behördendokumenten
  • Begleitung von Lieferantenaudits
  • Unternehmensberatung in technischen und regulatorischen Angelegenheiten
  • Technische Audits
  • Deutung und Bewertung der von der Norm abweichenden Prozessergebnisse
  • Durchführung von zweckmäßigen Abweichungsverfahren
  • Bewertung von Spezifikationen
  • Bewilligung und Betreuung von Prozessanlagen
  • Qualifikation von Produktionsanlagen
  • Validierung von Prozessen und Methoden
  • Bewertung der Zusammenhänge zwischen Produkteigenschaften
  • Bewertung von Spezifikationen und Prüfparametern und Produktqualität
  • Ursachen- und Folgenanalyse von Prozess- und Geräteabweichungen (Daten interpretieren und bewerten)
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Spezifische Ziele der Ausbildung der Bachelorausbildung

Die Aufgaben von Bachelorabsolventen beschränken sich noch weitgehend auf die operativen Aspekte der Prozessführung, Prozessentwicklung und Analytik. Allerdings wird auch ein hohes Maß an Selbständigkeit und Problemlösungskompetenz erwartet, insbesondere in den Bereichen der chemischen und mikrobiologischen Analytik, der Gerätespezifikation und Qualifizierung, der Führung von Fermentations- und Chromatographieverfahren und der Qualitätssicherung.

Bachelorabsolventen sollen nach spezifischer Einschulung vorrangig ausführende Tätigkeiten in der Produktion wie im Laboratorium in selbständiger Form übernehmen können und das Potential zur Entwicklung als Führungskraft bieten.

Die Produktentwicklung bedarf einer vertiefenden Ausbildung (Diplom und Master) in chemischer Analytik, Anlagenbau und Mess- und Regeltechnik, technischer Mikrobiologie, weiters in Molekularbiologie, Pharmazeutische Wissenschaften, Bioprozeßtechnik und Produktionstechnologien, Qualitätsmanagements und der damit verbundenen technischen und behördenrechtlichen Fächern und Projektmanagement.

Besondere Formen der Spezialisierung bilden die Bioinformatik oder das Qualitätsmanagement mit Schwerpunkten in Bereichen wie Validierung und Regulatory Affairs und Qualitätssicherurng. Die Spezialisierung sollten periodisch den wirtschaftlichen Bedarfen angepasst werden.

Durch die vertiefende Qualifikation des Masters bzw. des Diplomingenieurs (MS Eng., Dipl.-Ing.) werden die Aufgaben auf Planung, Entwicklung, Qualitätsmanagement und behördliche Angelegenheiten, sowie auf Aufgaben der Mitarbeiterführung erweitert.

Die Bachelorausbildung soll somit ein fundiertes Fachwissen und ausreichende Kenntnisse für folgende Tätigkeiten und Aufgaben vermitteln:

  1. Handhabung von biologischen Ausgangsstoffen, insbesondere Bakterien, Hefen, Schimmelpilze, Viren, tierische und pflanzliche Zellen und deren Bestandteile, wie Enzyme, zur Herstellung, Umwandlung oder Messung von Stoffen mittels mikrobiologischer und biochemischer Verfahren. Zu den Stoffen gehören reine Substanzen wie pharmazeutische Wirkstoffe (wie Antibiotika oder therapeutische Proteine), organische Chemikalien (Aminosäuren, organische Säuren, Enzyme), aber auch komplexe Stoffe wie Lebensmittel oder Abwässer.
  2. Durchführung von Messtätigkeiten, sowie die Auswertung, Analyse, Bewertung von Messdaten;
  3. Führung und Instandhaltung der notwendigen Prozessanlagen, Geräte und Produktionselemente;
  4. Arbeit unter Einhaltung der regulatorischen und qualitätssichernden Rahmenbedingungen.

Aktualisiert (04. Juli 2014)

 
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