kLa Messung

Charakterisierung von Bioreaktoren mit besonderem Augenmerk auf die Sauerstoff-Transfer-Rate

Besonderer Fokus: Messung des kLa Koeffizienten

In Bioreaktoren sollen möglichst optimale Bedingungen für das Wachstum und die Produktbildung der Mikroorganismen oder der Zellkultur bereitgestellt werden, damit die Produktausbeute maximiert werden kann.

Bei der Auslegung von Bioreaktoren ist die Sauerstofftransferrate (OTR) und damit speziell der kLa-Wert von zentraler Bedeutung. Als Effizienzkennzahl für den Transport eines Gases aus der Gasphase in die Flüssigkeitsphase wird der volumetrische Massentransferkoeffizient (kLa-Wert) herangezogen. Im biotechnologischen Prozess zeigt der kLa-Wert, wie gut Mikroorganismen in einem Bioreaktor mit Sauerstoff versorgt werden.

Mögliche Maßnahmen, den kLa-Wert unter schonenden Prozessbedingungen zu erhöhen und damit die gesamte Performance des Bioprozesses zu steigern, können beispielsweise die Erhöhung der Rührerdrehzahl und Begasungsrate, eine Optimierung der Behälter- und Rührer-Geometrie, die Vergrößerung der Phasengrenzfläche (z. B. durch Belüftung mit feineren Gasblasen) oder eine Optimierung der Medienzusammensetzung sein.

ZETA Leistungen

Da der kLa Wert von zahlreichen Faktoren beeinflusst wird, kann dieser nicht exakt berechnet, sondern nur durch entsprechende kLa Messungen an kritischen Prozesspunkten bestimmt werden. ZETA bietet zur Ableitung optimaler Auslegung von Bioreaktoren folgende Messmethode an:

ZETA kLa- Messmethode

  • Messung von jedem beliebigen Punkt im Behälter
  • Keine bauliche Änderung am Behälter notwendig
  • Blasenabscheidung vor der Messung  für ein optimales Messergebnis
  • Optische Hochgeschwindigkeitssensoren mit Ansprechzeiten  <0.5 sec

Folgende Serviceleistungen werden von ZETA Experten angeboten:

Charakterisierung von bestehenden Fermentern

  • Vermessung vor Ort beim Kunden
  • Auswertung der Daten und Analyse der Ergebnisse
  • Aufbereitung Briefing des Kunden
  • Entwicklung von Scale-down-Modellen

Optimierung Bestand

  • Prozess: Betriebsparameter
  • Retrofitting: Agitator design – Sparger design

Auslegung und Planung des optimalen Fermenters

  • Vorversuche im ZETA-Technikum inkl. Scale-up-Berechnungen
  • Rührwerksauslegung und Design in Abstimmung mit dem Prozess
  • Individuelle Lösungen für individuelle Prozesse

Kundennutzen

  • kLa-Wert Messung in Echtzeit
  • Alle Prozessparameter frei wählbar
  • Bestimmung des Leistungseintrags des Rührwerks (Ne-Wert)
  • Adaptierbar für unterschiedliche Begasungssysteme
  • Vergleich unterschiedlicher Kultivierungsmedien
  • Realisierung unterschiedlicher Rührwerksgeometrien mittels 3D-Druck
  • Erhöhte Produktqualität und -sicherheit
  • Erhöhte Produktausbeute
  • Verbesserte Möglichkeit zu QbD
 
Seite teilen