Bakteriell fermentering
Bioreaktorer med hög syreöverföring för mikrobiell fermentering med hög celltäthet — glas för utveckling, rostfritt stål för robust produktion — konstruerade för den intensiva luftning och värmebelastning dessa kulturer kräver.
Utmaningen
Rekombinanta proteiner, industriella enzymer och plasmid-DNA börjar nästan alltid som en bakteriell fermentering. Konstruktionsbegränsningen ändras aldrig: en stam som fördubblas på tjugo minuter förbrukar syre snabbare än en underdimensionerad bioreaktor kan leverera det. Över ungefär 70 g/L cellmassa begränsas rekombinant E. coli inte längre av substratet — den begränsas av hur mycket syre som passerar gas–vätskegränsytan [1]. Två storheter följer av detta, och det är dem vi dimensionerar reaktorn efter: den volumetriska överföringskoefficienten (kLa) och den värmebelastning manteln måste föra bort vid tillväxttoppen — utan att förlora steriliteten mellan på varandra följande batcher.
Därför delas serien i två. I utveckling är det viktigaste att se vad som händer inuti bioreaktorn — skumbildning, turbiditet, väggtillväxt — och glas tillåter det. I produktion är det viktigaste arbetstryck, sterilisering på plats och en livslängd mätt i år: därifrån är det stål.
VINCI-tekniken i praktiken — omrörd tank med hög effekt (glas → stål)
Omrörda bioreaktorer med hög specifik effekt, Rushton-impellrar och ringspargers: kombinationen som upprätthåller den syreöverföring täta mikrobiella kulturer kräver, styrd av Bioflex™.
- Syreöverföring. Rushton-turbinen är fortfarande det obligatoriska valet när högt kLa krävs: den är radiell, river bubblorna sönder och håller dem i blandningszonen i stället för att driva dem mot ytan. I flerkonfiguration med ringsparger rapporterar tillämpningslitteraturen maxima kring 308 h⁻¹, motsvarande en OTR på ungefär 350 mmol/L·h [2].
- Glas i utveckling, stål i produktion. Glasbioreaktorer för metodutveckling och direkt observation; rostfritt stål 316L med SIP/CIP där repeterbarhet, sterilitet och lång livslängd betyder något.
- Att få bort värmen. Mantlar och slingor dimensionerade efter den metaboliska toppen, inte batchens medelvärde: det är toppen som avgör om temperaturen håller sig inom bandet.
- DO-kaskad och Bioflex™-recept. Löst syre styr omrörning, gasflöde och O₂-berikning i kaskad — DO-stat-matning inkluderad — med sparade, repeterbara recept.
Från forskning till produktion, en plattform
Samma parametrar och Bioflex™-recept tar dig från bänk till industriell skala och minskar överföringsrisken mellan stegen.
In situ-steriliserbara bioreaktorer och fermentorer för FoU
BioSIP-serien.
Se systemet →
In situ-steriliserbara bioreaktorer och fermentorer för pilot och produktion
BioFerm-serien.
Se systemet →
In situ-steriliserbara bioreaktorer och fermentorer i stor skala
Skräddarsydda bioreaktorer.
Se systemet →Prestandavärden
Siffrorna nedan är referensvärden från publicerad litteratur och industriella tillämpningsnoteringar — inte resultat som uppnåtts av VINCI eller dess kunder.
- kLa upp till ~308 h⁻¹. Mätt i en omrörd bioreaktor med två 6-bladiga Rushton-impellrar och ringsparger — den storleksordning tät mikrobiell fermentering kräver [2].
- Hög celltäthet. Dokumenterade fed-batch-processer med E. coli når OD₆₀₀ ≈ 201, omkring 76 g/L torrvikt [2].
- DO-stat-matning. Att styra matningshastigheten efter variationer i löst syre är en etablerad väg till hög täthet och höga titrar av rekombinanta proteiner [1][2].
Vetenskapliga källor
- High cell density cultivation of E. coli for recombinant protein production (PMC)
- Industriell tillämpningsnotering — E. coli-kultur med hög celltäthet i en omrörd bioreaktor med Rushton-impellrar och ringsparger (kLa ≈ 308 h⁻¹, OD₆₀₀ ≈ 201, torrvikt ≈ 76 g/L)
Låt oss tala om din process
Berätta om din tillämpning: vårt ingenjörsteam svarar inom 24 timmar.
