ABEC CSR Fermenter 1000 L

ABEC CSR Fermenter 1000 L jest produkcyjnym jednorazowym fermentorem do procesów mikrobiologicznych o wysokim zapotrzebowaniu na tlen i chłodzenie. Producent udokumentował rzeczywiste procesy E. coli oraz S. cerevisiae, dzięki czemu można oddzielić osiągi potwierdzone w konkretnej kampanii od typowej specyfikacji rodziny.

W procesie E. coli scale-up z 200 L stali do CSR 1000 L wykorzystano trzy sześciopłaskie turbiny Rushtona, maksymalnie 230 rpm, 600 slpm gazu, P/V około 3,93 kW/m³ i obliczone kLa 447 h⁻¹. W innym procesie drożdżowym ten sam rozmiar holdera pracował jako dual-volume: etap seed przy 199 L i etap produkcyjny przy około 1000 L.

Konfiguracja E. coli — twarde liczby

Nota ABEC/BIOVECTRA z sierpnia 2024 r. opisuje pięciokrotny scale-up wysokogęstościowej fermentacji E. coli. Parametry projektowe zestawiono następująco:

Niższe ciśnienie headspace w single-use zmniejszyło siłę napędową transferu tlenu, więc przewidziano większy udział O2. To pokazuje, że skopiowanie vvm albo rpm z reaktora źródłowego byłoby błędem.

Geometria i napęd

Konfiguracja E. coli miała trzy turbiny Rushtona o relacji średnicy impellera do średnicy zbiornika Di:DT = 0,43.

Najniższy Rushton pozostawał zanurzony przy 199 L.

Kaskada DO w procesie E. coli

Kontroler utrzymywał DO na 13% nasycenia powietrzem. Najpierw zwiększał prędkość mieszania do 230 rpm, a następnie wzbogacał stały przepływ 600 L/min czystym tlenem. Wartość 13% była wyższa od 10% użytych w 200 L ze względu na niższe ciśnienie w CSR.

• kolejność rpm → O2; - limity rpm i udziału O2; - stały całkowity przepływ 600 slpm; - PID, deadband i progi przełączeń; - interlock ciśnienia i dostępności gazu; - zachowanie przy błędzie sondy DO; - alarm saturacji aktuatora.

W opublikowanym biegu przy awarii chłodzenia temperatura krótko wzrosła do około 37°C około 10 h. P/V dopuszczono wtedy do około 5,7 kW/m³, aby ograniczyć udział czystego O2.

Gazowanie, OTR i off-gas

Przepływ 600 slpm odpowiadał vS 0,0163 m/s przy opisanej geometrii.

W single-use dopuszczalne ciśnienie jest znacznie niższe niż w stalowym reaktorze: w scale-up przyjęto około 0,3 psig wobec 7,5 psig w 200 L stali.

Zamiana powietrza i O2 przy poprawnych nazwach na HMI zmienia skład gazu bez błędu programowego.

Feed i kontrola pH

Opisany proces rozpoczęto przy 632 L. Feed 54% glicerolu uruchomiono po 3 h i zwiększano skokowo co godzinę do końcowej objętości 800 L. pH 7,0 ±0,1 regulowano dodatkiem wodorotlenku amonu. Temperatura miała setpoint 32°C.

Dawka zależy od prędkości pompy, kalibracji przewodu i czasu pracy.

Chłodzenie i zdarzenie 37°C

W opisanym biegu jacket zasilano chłodziwem −8°C, aby utrzymać 32°C. Awaria chillera spowodowała przejściowy wzrost do około 37°C.

Dual-volume 199/1000 L

Badanie drożdżowe wykazało możliwość wykonania seed i production w tym samym holderze. Etap seed pracował przy 199 L.

Disposable miał trzy Rushtony, thermowell, dwa czujniki pH, dwa DO i kontrolę ciśnienia. Produkcyjny setpoint: pH 5,45, DO 25%, prędkość sterowana pętlą DO z limitem 260 rpm; temperatura zmieniała się 28,6→27,6°C.

Ta sama fizyczna instalacja ma dwa zestawy skalowań, limitów i aktywnych sensorów.

Udokumentowane odchylenie pompy i filtracji medium

W ocenie procesu S. cerevisiae wystąpiło rzeczywiste odchylenie: powierzchnia filtracji medium była niewystarczająca, a pompa dodająca medium napotkała ograniczenia mechaniczne.

Architektura automatyki

Bieżąca oferta firmy obsługuje DeltaV, Rockwell PlantPAx, Siemens i inne platformy oraz podejście HMI Synaptic.

Funkcje udokumentowane obejmują pH przez acid/base, DO przez rpm/przepływ/O2, profil feedu, ręczną korektę i kontrolę temperatury.

CPU, firmware, storage i schematy

• modelu PLC/CPU i modułów I/O; - firmware kontrolera, napędu, MFC, wag i chillera; - HMI/SCADA runtime i OS; - rodzaju storage, backupu i recovery media; - portów, protokołów i certyfikatów; - domyślnych kont i haseł; - schematu okablowania i pełnej mapy I/O.

Sieć i konta

Szczególnie chronione są ręczna zmiana feedu, limit 230/260 rpm, skład O2, bypass ciśnienia, przełączenie fazy dual-volume oraz kalibracja pH/DO.

Cena i zakres zakupu

Kompletny CSR 1000 L obejmuje holder, disposable, wysokowydajny napęd, tor gazowy 600 slpm+, chłodzenie, sondy, pompy/feed oraz automatykę.

Galeria produktu i dokumentacji ABEC

ABEC CSR Fermenter 1000 L — oficjalna fotografia produktu lub rodziny. Źródło: ABEC.

ABEC CSR Fermenter 1000 L — oficjalna fotografia produktu lub rodziny. Źródło: ABEC.

ABEC CSR Fermenter 1000 L — oficjalna plansza techniczna rodziny CSR; funkcje należy potwierdzić dla exact konfiguracji. Źródło: ABEC.

ABEC CSR Fermenter 1000 L — oficjalna plansza techniczna rodziny CSR; funkcje należy potwierdzić dla exact konfiguracji. Źródło: ABEC.

ABEC CSR Fermenter 1000 L — oficjalna plansza techniczna rodziny CSR; funkcje należy potwierdzić dla exact konfiguracji. Źródło: ABEC.

Źródła

• ABEC/BIOVECTRA — Technology Transfer and Scale-Up of a High-Density E. coli Fermentation — 230 rpm, 600 slpm, P/V, kLa, kaskada, feed i zdarzenie chillera.
• ABEC Resources — Scale Up of a S. Cerevisae Fermentation — działający indeks white paper ABEC/Partner Therapeutics opisującego dual-volume 199/1000 L, sensory i geometrię DC.
• ABEC — CSR Bioreactors & Fermenters product brief — typowe Rushtony, spargery i automatyka.
• ABEC/BIOVECTRA — komercyjna suite 100/1000 L — wdrożenie i fotografia.
• ABEC — Automation — obsługiwane platformy sterowania i lifecycle GMP.