Biotechnologische Produktionsverfahren

• Entsorgungsverfahren
• Produktionsverfahren

Geschlossenes System

• Konstantes Arbeitsvolumen

• Ernte bei max. Zellzahl oder Produktekonzentration

Vorteile

• Einfach und flexibel

Nachteil

• Geringe Raum-Zeit-Ausbeute

• Probleme bei Prozessen mit Substrat- oder Produkteinhibierung

  • Inhibierung: wegen zu viel Substrat wachsen MO nicht mehr (Zucker in Konfi)

  • Grund für geringe Raum-Zeit-Ausbeute

Prozess beginnt als Batch bis gewünschte Zellkonzentration erreicht

Danach Umstellung auf kontinuierliche Medienzulauf und kontinuierliche Entnahme von Material

Verfahren ohne Zellrückhaltung **

Verfahren mit Zellrückhaltung **

Vorteile

• Hohe Raum-Zeit-Ausbeute

• Kleinere Bioreaktoren und tiefere Investitionskosten bei Verfahren mit Zellrückhaltung **

• Gleicht negative Aspekte von Batch aus

Nachteile im Vergleich zu Batch

• Teurer

  • Höherer apparativer Aufwand

  • Höherer Naehrmedienverbrauch

  • Höhere Aufarbeitungskosten (Produkte-Konz. Ist nicht sehr hoch)

• Moeglicher Auswascheffekt oder Naehrstofflimitation bei zu hoher oder zu tiefer Verduennungsrate

• Schwierigere Zulassung

Höhere Lebendzelldichte und Produkteausbeute als Batch

Varianten

• Arbeitsvolumen vergrössert (Feeding)

• Arbeitsvolumen konstant (Feeding und Austausch)

• Repeated Fed batch **

  • Nach fed batch-Phase wird Zellsuspension teilweise geerntet und Reaktor mit frischem Medium aufgefüllt

• Vorteile

  • Regulation Wachstumsrate

  • Produziert hoehere Endkonzentrationen an Biomasse verglichen zu Batch

  • Verhinderung Substratinhibierung durch niedrige Substragtkonz.

  • Weniger teuer als Kontinuierliche Methode

  • Vereinigt Vorteile des kontinuierlichen Betriebs mit der Batch-Methode

  • Nachteil

    • um Eduktkonzentration konstant zu halten, sind zusaetzliche Amaturen erforderlich

Biokatalysator

• Katalysieren Substrat und stellen so ein Produkt her

  • MO

  • Enzyme

  • Pflanzliche, animale und humane Zellen

• Substrat

  • Einfache Substrate

    • Glucose, Sacsharose

    • Mischsubstrate und komplexe Substrate **

      • Blut

      • Inhalt von Mischsubstrate nicht genau bekannt

• Produkt

  • Von Biokatalysator umgesetztes Substrat

    • Biomasse

    • Primär-/ Sekundärmetabolite

• Upstream (vorbereitenden Maßnahmen für die Fermentation)

  • Medienherstellung

  • Inokulumproduktion (= Menge an Zellen mit der Fermenter angeimpft wird)

    • Fermentation

• Downstream (=Abtrennung von Fermentationsprodukten aus einer Fermentationsbrühe)

  • Zellseperation

  • Pufferherstellung

    • Isolation / Aufkonzentrierung

    • Reinigung

• Drug Substance

Pharmazeutische Herstellung **

• Endformulierung und Abfüllung

  • Formulierung **

  • Dosierung

• Kennzeichnung und Verpackung

  • Kennzeichnung

  • Verpackung

• Drug Product

Emersverfahren

• Züchtung von Biokatalysatoren auf der Oberfläche

• Festes Medium

  • Petrischalen mit Festmedium

  • Essigproduktion

Submersverfahren

• Züchtung von Biokatalysatoren im Nährmedium

• Flüssiges Medium

  • Schüttelkolben mit Flüssigmedium

  • Penicillin, EPO-Produktion

• Vorteile

  • Verwendung grösserer Produktionsvolumina

  • Bessere Mechanisierung und Automatisierung des Prozessablaufes möglich

  • Möglichkeit der Realisierung kontinuierlicher Verfahren garantiert