Fermentacja bakteryjna
Bioreaktory o wysokim transferze tlenu do fermentacji mikrobiologicznej o wysokiej gęstości komórek — szkło do rozwoju, stal nierdzewna do solidnej produkcji — zaprojektowane pod intensywne napowietrzanie i obciążenie cieplne, jakich wymagają te kultury.
Wyzwanie
Białka rekombinowane, enzymy przemysłowe i DNA plazmidowe niemal zawsze zaczynają się od fermentacji bakteryjnej. Ograniczenie projektowe nigdy się nie zmienia: szczep podwajający się w dwadzieścia minut zużywa tlen szybciej, niż niedowymiarowany bioreaktor jest w stanie go dostarczyć. Powyżej około 70 g/L masy komórkowej rekombinowana E. coli nie jest już ograniczona substratem — jest ograniczona ilością tlenu przechodzącego przez granicę faz gaz–ciecz [1]. Wynikają z tego dwie wielkości i to na nich wymiarujemy reaktor: objętościowy współczynnik transferu (kLa) oraz obciążenie cieplne, które płaszcz musi odebrać w szczycie wzrostu — bez utraty jałowości między kolejnymi wsadami.
Dlatego linia dzieli się na dwie. W rozwoju liczy się to, by widzieć, co dzieje się wewnątrz bioreaktora — pienienie, zmętnienie, narost na ściankach — a szkło to umożliwia. W produkcji liczy się ciśnienie robocze, sterylizacja na miejscu i trwałość liczona w latach: od tego punktu to stal.
Zastosowana technologia VINCI — mieszany zbiornik o dużej mocy (szkło → stal)
Bioreaktory mieszane o dużej mocy jednostkowej, mieszadła Rushtona i spargery pierścieniowe: kombinacja, która utrzymuje transfer tlenu wymagany przez gęste kultury mikrobiologiczne, zarządzana przez Bioflex™.
- Transfer tlenu. Turbina Rushtona pozostaje wyborem obowiązkowym, gdy potrzebne jest wysokie kLa: działa promieniowo, rozrywa pęcherze i zatrzymuje je w strefie mieszania, zamiast wypychać je do powierzchni. W układzie wielostopniowym ze spargerem pierścieniowym literatura aplikacyjna podaje maksima około 308 h⁻¹, co odpowiada OTR około 350 mmol/L·h [2].
- Szkło w rozwoju, stal w produkcji. Bioreaktory szklane do opracowywania metod i bezpośredniej obserwacji; stal nierdzewna 316L z SIP/CIP tam, gdzie liczy się powtarzalność, jałowość i długa trwałość.
- Odprowadzanie ciepła. Płaszcze i wężownice wymiarowane na szczyt metaboliczny, nie na średnią wsadu: to szczyt decyduje, czy temperatura pozostaje w zakresie.
- Kaskada DO i receptury Bioflex™. Tlen rozpuszczony steruje kaskadowo mieszaniem, przepływem gazu i wzbogacaniem O₂ — z zasilaniem DO-stat — przy zapisanych, powtarzalnych recepturach.
Od badań do produkcji, jedna platforma
Te same parametry i receptury Bioflex™ prowadzą Cię od stołu laboratoryjnego do skali przemysłowej, zmniejszając ryzyko transferu między etapami.
Bioreaktory i fermentory sterylizowalne in situ do B+R
Seria BioSIP.
Zobacz system →
Bioreaktory i fermentory sterylizowalne in situ do skali pilotowej i produkcji
Seria BioFerm.
Zobacz system →
Bioreaktory i fermentory sterylizowalne in situ w dużej skali
Bioreaktory na zamówienie.
Zobacz system →Wskaźniki wydajności
Poniższe liczby to wartości odniesienia z opublikowanej literatury i przemysłowych not aplikacyjnych — nie wyniki uzyskane przez VINCI ani jej klientów.
- kLa do ~308 h⁻¹. Zmierzone w bioreaktorze mieszanym z dwoma 6-łopatkowymi mieszadłami Rushtona i spargerem pierścieniowym — rząd wielkości wymagany przez gęstą fermentację mikrobiologiczną [2].
- Wysoka gęstość komórek. Udokumentowane procesy fed-batch z E. coli osiągają OD₆₀₀ ≈ 201, około 76 g/L suchej masy komórkowej [2].
- Zasilanie DO-stat. Sterowanie szybkością zasilania na podstawie wahań tlenu rozpuszczonego to ustalona droga do wysokiej gęstości i wysokich miana białek rekombinowanych [1][2].
Źródła naukowe
- High cell density cultivation of E. coli for recombinant protein production (PMC)
- Przemysłowa nota aplikacyjna — kultura E. coli o wysokiej gęstości komórek w bioreaktorze mieszanym z mieszadłami Rushtona i spargerem pierścieniowym (kLa ≈ 308 h⁻¹, OD₆₀₀ ≈ 201, sucha masa komórkowa ≈ 76 g/L)
Porozmawiajmy o Twoim procesie
Opowiedz nam o swoim zastosowaniu: nasz zespół inżynierów odpowie w ciągu 24 godzin.
