DECHEMA-Forschungsinstitut | Zielgerichtete Bioprozessentwicklung

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Die Entwicklung von biotechnologischen Verfahren ermöglicht die Produktion von Feinchemikalien, Grundstoffen und Biopharmazeutika mit Hilfe von Enzymen, pro- oder eukaryontischen Zellen. Die zielgerichtete Entwicklung dieser Produktions-Prozesse verlangt eine kybernetische Vorgehensweise. Dieses Vorgehen wird in diesem Kurs anhand eines konkreten Beispiels vorgestellt. Im Rahmen des Kurses erlenen die Teilnehmer folgende Methoden:

zielgerichtes Vorgehen bei der Entwicklung eines biotechnologischen Verfahrens bereits im Frühstadium durch Scale-up-, Scale-down- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
Findung von Optimierungspotentialen in frühen Phasen der Bioprozessentwicklung durch Identifikation von maßgebenden Parameterblöcken
Einbindung von Short-cut-Methoden zur Analyse von Kostenstrukturen und Sensitivitäten
einfache Methoden zur Modellierung und Simulation von Prozessabläufen vergleichend in allen Maßstäben

Download des Kursflyers "Zielgerichtete Bioprozessentwicklung"

Auswahl eines Produktes (z.B. ß-GAL)
Kurzer Einblick – Vorbemerkungen zur Produktfindung – Beispiel Laktoseintoleranz
Prozessentwicklung
- Zieldefinition: Kapazität, Qualität, Preisvorstellung
- Entwicklungskonzept: Stammfindung – Screening – Fermentationskonzeption – Down Stream Processing – Herstellkosten
- Produktbildung – Fermentationsprozess
  - Laboruntersuchungen – Schüttelkolbenversuche -> Scale-up
  - Laboruntersuchungen im Klein-Bioreaktor -> Scale-up
  - Verifizierung im Pilotmaßstab – Marktbemusterung
Detail-Engineering für alle Maßstäbe
- Sauerstoffversorgung (kLa) – Einflüsse, Deutung (Limitierung), Interpretation der experimentellen Bestimmung, was sieht der Operator und was die Zelle?
- Mischzeit – Rühraufgabe, Inhomogenitäten, Dauer und Ausgleich
- Scherproblematik – Bedeutung und Deutung, Ereigniskennziffer, Rührer-Spitzengeschwindigkeit (tipp-speed), Impulsausbreitung (Scherfelder)
- Steriltechnik – Auslegung einer Hitzesterilisation
- Wärmelast – Reaktion, Energieeintrag, Wärmebilanzen, Transport, Temperaturgradienten, Konzentrationsgradienten, Wasserverlust (Aufkonzentrierung)
- Allgemeine Deutung von Messsignalen (insbes. der Sauerstoffmessung)
- Short-cut-Kostenanalysen in allen Stufen
Maßstabsübertragung: Schüttelkolben – Labor (Modell)-Maßstab – Pilotmaßstab – Produktion

(Änderungen vorbehalten)

Prof. Dipl.-Ing. Winfried Storhas – Hochschule Mannheim

Professor Storhas studierte Maschinenbau an der Fachhochschule Augsburg, dann Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Berlin. Anschließend arbeitete er 16 Jahre lang als Verfahrensingenieur bei der BASF in Ludwigshafen, wo er für die Planung und Entwicklung von Anlagen für biotechnologische Produktionsprozesse sowie für Wirtschaftlichkeitsstudien von bioverfahrenstechnischen Prozessen verantwortlich war. Dabei kam ihm seine vor dem Studium erworbene siebenjährige Erfahrung im Maschinenbau bei der MAN in Augsburg und der Deutschen Werft in Hamburg zu Gute.

Als Professor für Biotechnologie an der Hochschule Mannheim galt sein Forschungsinteresse u.a. der Steriltechnik in allen Belangen, dem Modellieren und Simulieren von Reaktionen, dem Up-Scaling und der Bioreaktorentwicklung inklusive ökonomischer Zusammenhänge von Produktionsprozessen.

Angesprochen sind alle Ingenieure, Techniker und Naturwissenschaftler, die in der Bioverfahrensentwicklung tätig sind oder sich in dieses Thema einarbeiten wollen. Durch die Praxisnähe wird eine Brücke zwischen Theorie (Hochschule) und Praxis (Industrie) geschlagen.

inkl. Kursunterlagen, Teilnahmezertifikat, Mittagsimbiss und Pausengetränke