Optimierung von CHO-Prozessen in Bioreaktoren

In Upstream-Prozessen, wie z. B. der Zufuhr von Substraten für die Zellkultivierung, der Aufrechterhaltung optimaler Wachstumsbedingungen bei der Fermentation oder der Separierung und Isolierung von Zellen bei der Zellgewinnung, können Ultraschall-Durchflusssensoren und Luftblasendetektoren bei der Umsetzung von Automatisierungsstrategien maßgeblich unterstützen.

Die Zufuhr von Nährstoffen und die Entnahme von Nebenprodukten in und aus der Zellkultur beeinflussen die Zelldichte und -lebensfähigkeit, die Dauer des Bioprozesses und damit den Produkttiter, die Erträge und die Kosten. Daher ist die Optimierung der Nährstoffversorgung während des gesamten Bioprozesses für Batch-, Fed-Batch-, kontinuierliche und Perfusionskulturen von entscheidender Bedeutung. Perfusion beschreibt ein Verfahren, bei dem die Zellen in einem Bioreaktor gehalten werden, während das Kulturmedium kontinuierlich ausgetauscht wird. Frisches Medium füllt die Nährstoffe auf, während zelluläre Reststoffe und nährstoffarmes Medium entfernt werden. Hochpräzise Durchflussmesser können den Volumenstrom in den und aus dem Bioreaktor effizient überwachen und so die vorgegebene Produktqualität sicherstellen.

Der Einsatz von hochpräzisen Ultraschall-Durchflussmessern bietet Vorteile für den gesamten Upstream-Prozess. Mit berührungslos arbeitenden Clamp-On-Durchflussmessern können Nährmedien automatisch gemessen und dosiert werden – zeit- und volumengesteuert. Damit sind Durchflussmesser eine kostengünstige und komfortable Alternative zur Laborwaage. Die Echtzeitdatenerfassung kritischer Prozessparameter ermöglicht eine lückenlose Überwachung der Bioreaktormedien und erlaubt jederzeit eine automatische Anpassung der Dosierrate.

Luftblasenerkennung für mehr Sicherheit

Der Einsatz von Ultraschall-Luftblasendetektoren kann die Prozessstabilität und -sicherheit erhöhen. Diese Sensoren erkennen eingeschlossene Luft im Schlauchsystem frühzeitig und stellen sicher, dass das Volumen der zugeführten Flüssigkeit nicht durch Luft reduziert wird. Die Luftblasenerkennung funktioniert kontaktlos durch die Wand des Schlauchs und vermeidet so die Kontamination des Mediums.

Darüber hinaus können Luftblasendetektoren auch zur Überwachung des Füllstands eingesetzt werden, um ein Trockenlaufen des Mediums zu verhindern und gegebenenfalls Pumpenschäden abzuwenden.

Berührungslose Clamp-On-Durchflussmesser ermöglichen eine präzise Kontrolle und Optimierung der Prozessparameter in allen Phasen des Upstream-Bioprozesses, was zu einer verbesserten Effizienz und gleichbleibend hoher Produktqualität führt.

Die Durchflussmessung in Echtzeit und die Erkennung von Luftblasen erfolgen kontinuierlich während des Prozesses und ermöglichen eine permanente Überwachung der Parameter zur Verbesserung der Genauigkeit und Effizienz.

• Verbesserung der Automatisierung und Steuerung durch präzise Durchfluss- und Volumenmessdaten
• Steigerung der Material- und Energieeffizienz durch optimierte Prozesssteuerung, um Nachhaltigkeitsziele zu erreichen
• Förderung der kontinuierlichen Verarbeitung und damit Zeit-, Platz- und Kosteneinsparungen
• Kontaminationsfreie Messung dank nicht-invasiver Ultraschalltechnologie
• Möglichkeit zur Umsetzung von Pharma 4.0-Konzepten und KI-Modellen durch umfangreiche Sensordaten, schnelle Reaktionszeiten und moderne Schnittstellen
• Kompakte Sensorbauweise für die platzsparende Maschinenintegration
• Sensor mit Edelstahlgehäuse für den Einsatz im Reinraum und bei Verwendung aggressiver Reinigungsmittel

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