Fermenterte biopolymerer
Mikrobiell produksjon av biologisk nedbrytbare polyhydroksyalkanoater i bioreaktorer av rustfritt stål — konstruert for robust, steril og skalerbar fermentering, inkludert gassfermenteringsveien som gjør CO₂ om til plast.
Utfordringen
Polyhydroksyalkanoater (PHA) og poly-3-hydroksybutyrat (PHB) er fullt biologisk nedbrytbare polyestere som bakterier lagrer intracellulært som karbon- og energireserve. Å gjøre denne biologien til et industrielt materiale er krevende: organismen dyrkes til høy tetthet og presses deretter inn i en polymerakkumuleringsfase, alt under streng sterilitet og tett styring av pH, oppløst oksygen og mating. I den mest ambisiøse veien er karbonkilden CO₂ selv — hydrogenoksiderende bakterier som Cupriavidus necator fikserer CO₂ (med H₂) til PHA, noe som i tillegg gir håndtering av brennbar gass og massetransportbegrensninger [1][2].
I produksjonsskala er dette en jobb for rustfritt stål, ikke glass: prosessen krever dampsterilisering på plass, trykklasse, robust rengjøring og en varig konstruksjon i GMP-kvalitet som en glassbioreaktor ikke kan gi.
VINCI-teknologien i praksis — bioreaktor i rustfritt stål
Referanseteknologien er en omrørt (eller gassfermenterings-) bioreaktor i rustfritt stål 316L, bygget for trykket, steriliteten og skalaen industriell biopolymerproduksjon krever.
- Hvorfor stål, og ikke glass, her. Glassbioreaktorer passer for innsyn og små volumer i laboratoriet; PHA i produksjon krever SIP-sterilisering, trykktoleranse, aggressiv CIP og industriell holdbarhet — alle egenskaper ved rustfritt stål.
- Fermentering med høy tetthet. Effektiv overføring av oksygen (og, ved gassfermentering, H₂/CO₂) for å drive vekstfasen og deretter polymerakkumuleringsfasen.
- Klar for gassfermentering. Konfigurerbar for C1-/gassubstrater (CO₂ + H₂), med den gasshåndteringen og styringen denne veien krever.
- SIP/CIP + Bioflex™. Integrert sterilisering og rengjøring med automatisert, reviderbar oppskriftsstyring for repeterbare batcher.
Fra forskning til produksjon, én plattform
De samme parametrene og Bioflex™-oppskriftene tar deg fra benk til industriell skala og reduserer overføringsrisikoen mellom trinnene.
In-situ steriliserbare bioreaktorer og fermentorer for FoU
BioSIP-serien.
Se systemet →
In-situ steriliserbare bioreaktorer og fermentorer for pilot og produksjon
BioFerm-serien.
Se systemet →
In-situ steriliserbare bioreaktorer og fermentorer i stor skala
Bioreaktorer etter mål.
Se systemet →Ytelsesmålinger
Tallene nedenfor er litteratur- og markedsreferanser for feltet PHA-fra-CO₂ — ikke resultater fra VINCI eller kundene.
- Veien CO₂ → biologisk nedbrytbart polymer er dokumentert. Cupriavidus necator er modifisert for å produsere PHA-kopolymerer (f.eks. PHBHHx) direkte fra CO₂ i kontrollert reaktordyrking [1][2].
- Biologisk nedbrytbar innen ~1 år. PHA produsert fra CO₂ kan nedbrytes biologisk på omtrent ett år, i motsetning til konvensjonell plast [3].
- Stort markedspotensial. PHA-etterspørselen er anslått mot ~1 million tonn innen 2030, mot en nåværende global produksjon under ~100 000 tonn — en sterk driver for skalering [3].
Vitenskapelige kilder
- Production of P(3HB-co-3HHx) from CO₂ via pH-stat jar cultivation of an engineered Cupriavidus necator (PMC)
- Efficient production of high-concentration P(3HB-co-3HHx) from CO₂ employing recombinant Cupriavidus necator (PMC)
- Anthropocene Magazine — Chemists use bacteria to convert CO₂ in the air into bioplastic (market figures)
La oss snakke om prosessen din
Fortell oss om anvendelsen din: ingeniørteamet vårt svarer innen 24 timer.
Ofte stilte spørsmål
Polyhydroksyalkanoater (PHA) er polyestere som flere bakterier lagrer inne i cellen som karbonreserve; PHB (polyhydroksybutyrat) er den mest kjente. De produseres ved mikrobiell fermentering, der stammen tilføres en karbonkilde under forhold som driver polymeropphopning, og resultatet er en biologisk nedbrytbar, biobasert bioplast. Gassfermentering bruker CO₂ og H₂ som substrat i stedet for et sukker.
Glass passer på benken, der innsyn i prosessen og små volumer teller. I produksjonsskala krever prosessen steam-in-place-sterilisering, trykktetthet, aggressiv vask og en holdbar konstruksjon av industrikvalitet — forhold som krever rustfritt stål. SIP- og CIP-syklusene er innebygde og oppskriftsstyrte, så steriliseringen forblir verifiserbar.