Povečanje merila bioprocesa od laboratorija do proizvodnje
Prenos procesa iz enega merila v drugo ni množenje prostornine: spremeni se, kako kultura prejema kisik, kako se meša in kakšnim strižnim silam je izpostavljena. Ta stran zbira merila, po katerih se presoja prenos, in štiristopenjsko pot od 250 mL do več kot 1.000 L WV, po kateri jo vodi platforma Vinci.
Od raziskav do proizvodnje, ena platforma
Isti parametri in recepti Bioflex™ vas popeljejo od laboratorijske mize do industrijskega merila in zmanjšajo tveganje prenosa med stopnjami.
Bioreaktorji in fermentorji, sterilizabilni in situ, za R&R
Serija BioSIP.
Oglejte si sistem →
Bioreaktorji in fermentorji, sterilizabilni in situ, za pilot in proizvodnjo
Serija BioFerm.
Oglejte si sistem →
Velikoobsežni bioreaktorji in fermentorji, sterilizabilni in situ
Bioreaktorji po meri.
Oglejte si sistem →Po čem se presoja prenos merila
Vseh ni mogoče ohraniti hkrati: skaliranje pri konstantni specifični moči da drugačno obodno hitrost. Povečanje merila pomeni izbrati, katero merilo velja, in dokumentirati, kaj sme odstopati.
kLa
Volumetrični koeficient prenosa kisika je najpogosteje uporabljeno merilo za aerobne procese: med merili ga ohranjamo konstantnega, ker določa, koliko kisika dejansko doseže biomaso. Spreminja se s hitrostjo mešanja in pretokom plina, zato se ista vrednost v vsakem merilu doseže z drugačno kombinacijo obojega.
Specifična moč (P/V)
Moč, raztresena na enoto prostornine, povezuje mešanje s strižnimi silami. Ohranjanje te vrednosti ohrani režim mešanja, a z naraščajočo prostornino zahteva nižje hitrosti mešala — zato se proces ne prenese s prepisovanjem vrtljajev.
Obodna hitrost mešala
Prav ta določa strižne sile, ki jim so celice izpostavljene. Pri občutljivih kulturah — sesalske celice, micelijska biomasa — je pogosto omejitev, ki prevlada nad drugimi, in odloči o geometriji mešala pred njegovo hitrostjo.
Specifični pretok plina (vvm)
Količine plina na prostornino tekočine na minuto se ne prenašajo linearno: pri večjem merilu isti vvm pomeni veliko več plina, več pene in močnejše odstranjevanje CO₂. Običajno se namesto vvm skalira površinska hitrost plina.
Geometrijska podobnost
Razmerje med višino in premerom, premer mešala glede na premer posode, število in lega pregrad: ohranjanje razmerij med merili je tisto, kar omogoča primerljivost procesnih podatkov. Kjer popolna podobnost ni mogoča, izberete, katero razmerje ohraniti.
Čas mešanja
Čas, ki ga posoda potrebuje, da po dodatku znova postane homogena, narašča s prostornino. V proizvodnem merilu prav ta odloča, ali dodatek baze ali hranila ustvari lokalni gradient pH ali substrata, preden se porazdeli.
Kaj ostane enako, ko se merilo poveča
Enaki recepti
Bioflex™ spremlja isti proces od laboratorija do industrijskega merila: recepti, zaporedja in profili doziranja se prenašajo med stopnjami, namesto da bi jih pisali znova.
Enak pokrov
Pokrov namiznih sistemov je enak od steklene posode do nerjavne: sonde, priključki in ureditev vzorčenja ostanejo tisti, na katerih je bil proces razvit.
Enaki merjeni parametri
pH, raztopljeni kisik, temperatura, tlak in biomasa se zajemajo z enako merilno verigo v vsakem merilu, zato so laboratorijski in pilotni podatki primerljivi brez usklajevanja.
Dosledna sterilizacija
Od avtoklaviranja v laboratoriju do sterilizacije in situ pri pilotnih in industrijskih sistemih so cikli SIP in CIP avtomatizirani in zabeleženi: skok merila ne spremeni načina validacije procesa.
Pogosta vprašanja o povečanju merila
Prehod iz stresalne bučke v bioreaktor spremeni, kako kultura prejema kisik: v bučki izmenjava poteka prek površine, v bioreaktorju prek mehurčkov. Zato se začne z določitvijo merila, ki ga je treba ohraniti — pri aerobnem procesu skoraj vedno kLa — in se v vsakem merilu izpelje kombinacija mešanja in pretoka plina, ki ga doseže, pri čemer se preveri, da obodna hitrost mešala ostane pod mejo, ki jo celična linija prenese. Na poti Vinci se ta razvoj opravi na namiznih sistemih od 250 mL do 30 L WV in se prenese na naslednje stopnje z nespremenjenimi recepti in merilno verigo.
V praksi se uporablja šest meril: kLa, specifična moč P/V, obodna hitrost mešala, specifični pretok plina, geometrijska podobnost in čas mešanja. Vseh ni mogoče ohraniti hkrati: skaliranje pri konstantnem P/V na primer da drugačno obodno hitrost. Povečanje merila pomeni izbrati, katero merilo za ta proces velja, in dokumentirati, kaj sme odstopati.
Pot zajema štiri stopnje: 250 mL – 30 L WV v laboratoriju s serijo Biobook, 20 – 100 L WV za raziskave s sterilizacijo in situ s serijo BioSIP, 250 – 800 L WV za pilotno in proizvodno fazo s serijo BioFerm ter nad 1.000 L WV z bioreaktorji po meri. Stopnje si delijo krmilno platformo, zato se prenos nanaša na procesne parametre in ne na ponovno pisanje avtomatizacije.
Ker raztresena moč narašča s tretjo potenco hitrosti in peto potenco premera mešala. Ohranjanje enakih vrtljajev pri večji prostornini torej pomeni povsem drugačno specifično moč in strižne sile. Prenese se merilo — kLa, P/V ali obodna hitrost — iz njega pa se vrtljaji v vsakem merilu preračunajo.
Pogovorimo se o
vašem povečanju merila
Povejte nam, v katerem merilu ste danes in kam morate priti: naša ekipa odgovori v 24 urah.
