Biotehniskais centrs, JSC

O firmie: Innowacyjna firma z segmentu MŚP, założona w 1996 r.

Doświadczenie, specjalizacja: Inżynieria bioprocesowa, procesy fermentacji.

Produkty na rynku: Bioreaktory, kontrolery bioprocesów.

Produkty w fazie rozwoju: Mieszalniki magnetyczne, bioreaktory na odpady.

Rodzaj współpracy: Współpraca poprzez wdrażanie bioreaktorów do procesów fermentacji.

Projekt R&D: Zastosowanie automatycznego procesu typu „fed-batch” do fermentacji zrekombinowanych szczepów Escherichia coli

Ważnym aspektem efektywnej fermentacji mikroorganizmów w większości przypadków jest odpowiednie zastosowanie procesu typu „fed-batch”. Można go zorganizować na dwa sposoby:

1)      Automatyczne zasilanie z bezpośrednią kontrolą parametrów procesu

2)      Matematyczne modelowanie w celu obliczenia optymalnego profilu intensywności zasilania i odpowiednie stężenie substratu oraz zoptymalizowana strategia kontroli obiegu otwartego

Oba podejścia stosowane oddzielnie nie pozwalają wykorzystać w sposób optymalny procesu „fed-batch”. Modele matematyczne nie są zazwyczaj wystarczająco elastyczne, na przykład biorąc pod uwagę cechy komponentów i inne niezdefiniowane warunki. Jednakże większość dostępnych na rynku bioreaktorów oferuje możliwość kontroli pO₂ nad kaskadami i zasilaniem, ale te opcje są wykorzystywane rzadko. Nie zawsze jest możliwe kontrolowanie pO₂ nad zasilaniem bez poprawek innych parametrów, a optymalne pO₂ nie zawsze zapewnia optymalny wzrost mikroorganizmów.

W celu zwiększenia wydajności automatycznej kontroli procesu „fed-batch”, owa kontrola została poszerzona o matematyczne modelowanie w celu opracowania ulepszonego programu procesu kontroli poprzez użycie elastycznego kontrolera procesu.

To badanie oraz ulepszenia zostały przeprowadzone podczas różnych procesów fermentacji, stosując różne zasady kontroli kaskad pO₂. W kaskadach jako zmiennych kontrolnych użyto prędkość obrotu mieszadła, intensywność natleniania oraz zasilania substratu. Stężenia O₂ i CO₂ w gazach wylotowych były analizowane podczas procesu. Algorytmy i różne podejścia do procesu były badane przy zastosowaniu drożdży S. cerevisiae CEN.PK oraz bakterii Escherichia coli BL21 jako organizmów-gospodarzy przy produkcji rekombinowanych białek.

This study and developments were carried out in different fermentations applying different pO₂ cascade control rules. In cascades, the stirrer rotation speed, oxygen enrichment and substrate feeding rate were used as control variables. During the processes, the O₂ and CO₂ levels in outlet gases were analyzed. The algorithms and approaches were studied in the cultivation processes based on yeast S. cerevisiae CEN.PK and bacteria Escherichia coli BL21 as host organisms by producing of recombinant proteins.