Fortschritt in der Rührwerkstechnologie

Rührwerkstechnologie für XXL Fermenter

Die Skalierung von Rührprozessen vom Labor- in den Industriemaßstab stellt, aufgrund der geforderten Mischzeit, einwirkender Scherkräfte und notwendigen Voraussetzung an das Hygiene Design, eine große Herausforderung dar.

Die Nachfrage seitens der Industrie nach immer größeren Behältern für die Kultivierung von Zellkulturen, ohne Qualitätsverlust durch mangelhafte Durchmischung, ist groß.

Aus diesem Grund wurde das ZETA BMRF-Rührwerk in enger Zusammenarbeit mit Boehringer Ingelheim und dem Institut für Mehrphasenströmungen an der TU Hamburg-Harburg für XXL Fermenter getestet.

Über einen Zeitraum von 4 Monaten wurde der von ZETA entwickelte Prototyp des Bodenmagnetrührwerks bei einem 15.000 L Fermenter intensiv geprüft.

Die gesammelten Erkenntnisse der Teststellung bestätigen, dass der neu entwickelte Bioreaktorrührwerkstyp für Behältergrößen von bis zu 30.000 L angewendet werden kann.

Zusammengefasst kann bestätigt werden, dass alle Projektziele erreicht wurden:

  • Magnetantrieb mit hervorragender Leistungsübertragung
  • Lange, schwingungsstabile Rührwelle
  • Ausschluss von mikrobiologischen Kontaminationsmöglichkeiten
  • Optimierte Rührorgane (Geometrie und Anordnung)
  • Behältergrößen von bis zu 30.000 L sind möglich
  • Mischbildübertragung von unterschiedlichen Behältergrößen
  • Hygienedesign des Rührwerks und Sterilisierbarkeit sind gegeben
  • Kosteneffizienz durch geringerer Betriebs- und Wartungskosten
  • Einfache Umrüstung von Gleitring gedichteten Rührwerken auf Magnetrührwerke

Die zu untersuchenden Einflussgrößen auf den aseptischen Rührprozess wurden in der Teststellung mit unterschiedlichen Rührorgankombinationen (1 – 3 stufiges Rührwerk) in einem 15.000 L Acrylglasreaktor gewonnen.

Sollten Sie Interesse an weiterführenden Informationen haben, fordern Sie den umfrangreichen Testbericht unter folgendem LINK an


"Bei einem biopharmazeutischen Prozess müssen alle Parameter sehr streng kontrolliert werden. Gerade im Produktionsmaßstab ist es deswegen außerordentlich wichtig das Produktionsequipment sehr genau zu charakterisieren. Dies wird bei Boehringer Ingelheim durch numerische Strömungssimulationen (CFD) und einer weltweit einzigartigen durchsichtigen 15.000 L Versuchsanlage erreicht, die mit unserem Partner Prof. Schlüter an der TUHH errichtet wurde. Hiermit können wir unsere Produktionsprozesse transparent machen und Wissen generieren das dann direkt in unsere Prozessentwicklung einfließt." erläutert Dr.-Ing. Thomas Wucherpfennig, Projektleiter Acrylreaktoranlage und Strömungssimulation, Late Stage Development bei Boehringer Ingelheim, über die professionelle Vorgehensweise.


Der Bedarf von großen optimierten Industriefermentern ist enorm gewachsen und wird auch weiterhin stetig steigen. Zum einen weil biokatalytische Prozesse für den Wandel der Rohstoffbasis, d.h. die Herstellung von Basischemikalien und Wirkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen, ein zunehmende Rolle spielen. Zum anderen wurde die Effizienz der Mikroorganismen und Zellen zur Wirkstoffproduktion in den letzten Jahren deutlich gesteigert. Die beschleunigten Stoffumwandlungsprozesse erfordern jedoch auch eine deutlich bessere Versorgung der Zellen mit z.B. Sauerstoff. Für die Entwicklung der Boehringer Fermentationsprozesse von Morgen steht hierfür an der TUHH eine 15.000 L transparente Versuchsanlage zur Verfügungberichtet Prof. Dr.-Ing. Michael Schlüter TU Hamburg-Harburg über den Trend zu Produktionen in großen Bioreaktoren.

 

 

 
 
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