Біопроцесинг та ферментація

🧪 Типи ферментації

Batch ферментація

Всі поживні речовини додані на початку, культура росте до виснаження. Простий процес, але обмежена продуктивність. Добре для невеликих масштабів.

Fed-batch ферментація

Поступова подача поживних речовин під час процесу. Контроль концентрації, підтримка оптимальних умов. Висока продуктивність. Найпоширеніший.

Continuous ферментація

Неперервна подача свіжого медіа та видалення продукту. Стаціонарний стан, висока продуктивність. Складніше контролювати, ризик контамінації.

Perfusion культури

Рециркуляція клітин, неперервна подача свіжого медіа. Висока щільність клітин, тривалий час. Використання для клітин ссавців, антитіл.

⚙️ Біореактори

Stirred-tank реактори

Найпоширеніші, механічне перемішування, контрольована аерація. Добре для бактерій, дріжджів. Масштабованість від літрів до кубометрів.

Airlift реактори

Перемішування через аерацію, менше механічного стресу. Добре для ніжних клітин. Нижча продуктивність перемішування.

Одноразові системи

Bag-реактори, немає очищення між батчами, швидке перемикання продуктів. Добре для малих масштабів, різноманітних продуктів.

Membrane реактори

Мембрани для ретенції клітин, неперервна видалення продукту. Висока щільність, продуктивність. Складніше.

🔬 Контроль параметрів

Температура

Оптимальна для росту та продуктивності. Контроль через обгрівачі/охолодження. Впливає на метаболізм, стабільність продукту.

pH

Критичний параметр, впливає на метаболізм, стабільність. Автоматичне додавання кислот/основ. Моніторинг через датчики.

Кисень (O2)

Критичний для аеробних процесів. Контроль через аерацію, перемішування, парціальний тиск. Моніторинг через датчики розчиненого O2.

Перемішування

Однорідність умов, теплообмін, аерація. Швидкість, тип мішалки, впливає на клітини (стрис). Оптимізація.

📊 Моніторинг та контроль

Offline аналіз

Відбір проб для аналізу: біомаса, глюкоза, продукт, pH, метаболіти. HPLC, GC, мікроскопія. Точні, але з затримкою.

Online моніторинг

Датчики в реальному часі: pH, O2, температура, CO2, біомаса (turbidity). Швидкий відгук, автоматичне контролювання.

Process control

PID контролери, автоматичне регулювання параметрів. Підтримка оптимальних умов. Покращення продуктивності.

📈 Масштабування

Lab scale

1-10L, швидке тестування, багато експериментів. Оптимізація умов, вибір штамів.

Pilot scale

100-1000L, валідація процесу, перевірка масштабування. Перехід до промислового.

Production scale

10000L+, промислове виробництво. Критичні вимоги до контрольованості, якості.

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Protein Folding Visualiser і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.