1240
11 Jahrestagung der Biotechnologen
zu reduzieren. Die Herstellungskosten entfallen bis zu 80 % auf die Aufarbeitung bzw. Aufreinigung. [1] Die Prozessoptimierung erfolgt durch Simulation der verschiedenen Grundoperationen und deren Verschaltung als Gesamtprozess schneller und kostengünstiger. Durch die Simulation wird der experimentelle Aufwand reduziert. Zu diesen Grundoperationen zählen unter anderem Chromatographie- und Membranverfahren. Die Chromatographie-Schritte stellen einen Hauptkostenfaktor dar. Aufgrund ihrer positiven Eigenschaften, z. B. einer hohen Selek-
Chemie Ingenieur Technik 2009, 81, No. 8
tivität, zählen sie trotzdem zu den Grundschritten der Aufreinigung. Bei den Chromatographien sind u. a. die hydrophobe Interaktions- sowie die Ionenaustauschchromatographie zu nennen. Die Bestimmung der Modellparameter für die Prozesssimulation wird mit 1 mL-Säulen durchgeführt, um den Verbrauch an Feed zu verringern. Die beiden Chromatographien werden zunächst getrennt simuliert. In einem weiteren Schritt werden beide Modelle zusammengefasst und optimiert.
Die Fluiddynamik des Systems und der Säule wird durch Tracer-Versuche untersucht. Der Henry-Koeffizient wird durch isokratische Pulsversuche bestimmt. Für die Auswahl des Isothermentyps werden Durchbruchskurven durchgeführt. Die Parameter der gewählten Isothermen werden an die Messdaten angepasst. Für das Anpassen weiterer Parameter sowie die Validierung werden Gradientenversuche durchgeführt. [1] S. Sommerfeld et al., Chem. Eng. Proc. 2005, 44, 1123.
Bioreaktoren V11.06
Physikalische Charakterisierung von industriellen Bioreaktoren als Grundlage für Scale-Up-Betrachtungen in der Zellfermentation Dr. M. Jenzsch1) (E-Mail:
[email protected]), C. Sieblist1), Dr. T. Kaiser1), Dr. J. Gabelsberger1), Dr. M. Pohlscheidt1), Dr. H. Tebbe1) 1)
Pharmaceutical Biotech Production & Development, Roche Diagnostics GmbH, Nonnenwald 2, D-82377 Penzberg, Germany
DOI: 10.1002/cite.200950474
In der modernen Biotechnologie ist die Produktion von rekombinanten Proteinen mit tierischen Zellen von immer größer werdendem Interesse. Neben der Zelllinienentwicklung, Medienoptimierung und der Wahl einer geeigneten Betriebsweise spielt die Auslegung der Bioreaktoren für die Kultivierung von tierischen Zellen eine wesentliche Rolle. Um gleiche Produktqualität und Quantität im Labor- und Produktionsmaßstab zu erreichen, und um die Zeitschienen von der Prozessentwicklung zur Marktzulassung für neue Produkte zu minimieren, ist eine geeignete ScaleUp-Strategie auf Basis detaillierter
Kenntnisse der physikalischen Grundoperationen der verwendeten Bioreaktoren unabdingbar. Dieses Fachwissen umfasst in erster Linie die Art der Betriebsführung und dimensionsabhängige Unterschiede beim Stofftransport, Mischverhalten und den hydrodynamischen Scherbedingungen der Reaktoren. In diesem Beitrag werden unterschiedliche Methoden zur Charakterisierung von Bioreaktoren im Labor und GMP-Produktionsmaßstab vorgestellt. Es werden Daten zum Stofftransport, Mischverhalten und wirkenden hydrodynamischen Scherbeanspruchungen in
den unterschiedlichen Dimensionen, vom 2 L-Laborfermenter bis hin zum 10 000 Liter-Produktionsfermenter, miteinander verglichen. Basierend auf diesen Daten wurden neben Scale-Up-Betrachtungen auch Scale-Down-Versuche für existierende Produktionsverfahren durchgeführt. Die Vergleichbarkeit der Prozesse in den unterschiedlichen Maßstäben wurden auf der Grundlage zellphysiologischer Prozessvariablen, wie z. B. Zelldichte, Produktqualität und Quantität, bewertet.
V11.07
Produktivitätsanalyse eines neuartigen, nicht begasten keramischen Hohlfaserreaktors Dipl.-Chem. C. Endres1) (E-Mail:
[email protected]), Dr. S. Beutel1), Dr. S. J. Fraser2), Dr. W. Edwards2), Prof. Dr. T. Scheper1) 1)
Institut für Technische Chemie, Leibniz Universität Hannover, Callinstraße 5, D-30167 Hannover, Germany Synexa Life Sciences (Pty) Ltd., PO Box 1573, 7535 Bellville, South Africa
2)
DOI: 10.1002/cite.200950066
Die Verwendung von Membranreaktoren hat z. B. in der industriellen Abwas-
www.cit-journal.de
seraufbereitung in den letzten zwei Jahrzehnten deutlich zugenommen. Weitere
Applikationsmöglichkeiten dieser Reaktoren für andere Bereiche der Biotech-
© 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim