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Service "Optimize Biotech" nominiert für den Chemie-Cluster Bayern Innovationspreis

DexLeChem ist mit seinem neuen Service "Optimize Biotech" nominiert für den Innovationspreis des Chemie-Clusters Bayern. Die Preisverleihung findet am 9. November in Fürstenfeld beim Netzwerktag des Clusters statt.

Theoretische Modelle und computergestützte dynamische Simulationen sind wertvolle Tools, um industrielle Prozesse zu optimieren.

Bislang finden diese Techniken hauptsächlich Anwendung in der chemischen Produktion, um mit ihrer Hilfe optimale Betriebsparameter zu identifizieren, Prozessoptimierungen durchzuführen oder das bestmögliche Scale-up Ergebnis zu erhalten. Theoretisch eignen sie sich darüber hinaus zwar auch zur Anwendung bei biotechnologischen Prozessen. In der Praxis stand jedoch bisher kein Methodenset zur Modellbildung zur Verfügung, mit dem die Besonderheiten komplexer Fermentationsprozesse berücksichtigt werden konnten.

Aus diesem Grund werden Betriebsbedingungen bei biotechnologischen Produktionsverfahren nach wie vor meistens durch „Trial-and-error“ ermittelt, ggf. unter Einsatz von statistischen Verfahren wie DoE (Design of Experiments). Hierbei dienen Versuche im Labormaßstab als Grundlage, bei denen dann das besterhaltene Ergebnis in den Produktionsmaßstab übertragen wird.

Die Wahrscheinlichkeit, dass man bei dieser Vorgehensweise die optimalen Prozessbedingungen identifiziert, ist jedoch extrem gering. Denn komplexere, nicht-lineare Wirkzusammenhänge, wie Änderungen des Fermentationssystems über die Zeit oder Einflüsse der Reaktordimension, können so nicht erkannt werden. Regelmäßige Schwierigkeiten beim Up-scaling in den Produktionsmaßstab und damit verbundene schlechtere Ausbeuten sind die Folge.

Mit Hilfe dynamischer Simulationen können solche Probleme behoben werden. Sie berücksichtigen auch mehrdimensionale, gekoppelte Wirkzusammenhänge, wodurch die Übertragbarkeit und Vorhersagbarkeit der Ergebnisse signifikant verbessert wird. Die optimalen Betriebsparameter können so ermittelt werden.

Am Fachgebiet Bioverfahrenstechnik der TU Berlin wird unter Leitung von Prof. Neubauer sehr erfolgreich an der Entwicklung von theoretischen Modellen speziell zur Anwendung in computergestützten dynamischen Simulationsverfahren im Biotech-Bereich geforscht.[1] Dort konnte gezeigt werden, dass sich die Modelle hervorragend zur Optimierung biotechnologischer Produktionsprozesse eignen. So wurden im Vergleich zu herkömmlichen Herangehensweisen höhere Ausbeuten, kürzere Fermentationszeiten und weniger Nebenprodukte erzielt. Auch für etablierte Prozesse konnten signifikante Verbesserungen von 20% und mehr erreicht werden.

In Zusammenarbeit mit dem Fachgebiet bietet DexLeChem seinen Kunden seit Juli 2015 einen komplett neuen Service im Bereich Biotech-Simulationen an, der die Raum-Zeit-Ausbeute, Robustheit, das Handling und andere Prozessparameter deutlich optimiert. Dazu werden Wissen aus Reaktionstechnik, Verfahrenstechnik, Biotechnologie und den theoretischen Modellberechnungen des Fachgebiets in dynamischen Simulationen miteinander kombiniert.

Durch diese computergestützte Vorgehensweise können auch komplexe Wirkzusammenhänge bei biotechnologischen Prozessen identifiziert und beherrscht werden. Ziele der Optimierung sind beispielsweise:

•            minimale Zeit für gewünschte Zellmasse & Zellkonzentration

•            maximale Biomasseproduktion

•            maximale Proteinaktivität

•            kontrolliertes Up-scaling

DexLeChem überführt damit neuestes Methodenwissen aus der Bioverfahrenstechnik in die industrielle Anwendung.

Für mehr Informationen kontaktieren Sie bitte unseren
Head Business Development
Martin Rahmel.

 

[1] Neubauer, P. and Cruz, N. and Glauche, F. and Junne, S. and Knepper, A. and Raven, M. (2013). Consistent development of bioprocesses from microliter cultures to the industrial scale. Engineering in Life Sciences, 224-238.

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