PROREACT P BIOREAKTOREN IM LABOR- UND PILOTMASSSTAB

Edelstahl-Anlagensysteme für Forschung, Scale-up und Produktion im kleinen und mittelgroßen Maßstab für Prozesse mit hohen Sterilanforderungen

ANLAGENBESCHREIBUNG

PROREACT P Labor- und Pilotfermenter wurden für Prozesse mit sehr hohen Sterilanforderungen konstruiert. Standard-Baugrößen von 10 – 1.500 L sind verfügbar. Sie dienen sowohl der Forschung und Entwicklung als auch als Vorstufen innerhalb einer Produktions-Fermenterkaskade aufsteigender Größe (siehe PROREACT P Produktionsbioreaktoren und PROREACT “Seed Train”).

Die Anlagen sind aus diesem Grund vergleichbar aufgebaut wie die Industrieanlagen selber, so dass sich im Bereich der Verfahrensführung, der Automatisierungsstruktur und der Wartung dieselbe Philosophie wiederfindet wie in Produktionsprozessen.

Die Ausführungen der PROREACT P Fermenter für Forschungszwecke werden demgegenüber deutlich flexibler konfiguriert

Dies betrifft die Austauschbarkeit verschiedener Rührwerke, unterschiedliche Prozesstrategien und die Anbindung diverser zusätzlicher Sensoren oder Module für Up- und Downstream Processing. Als Sonderapplikationen können auch kleinere Fermentationseinheiten in eine Anlage integriert werden.

Über eine Reihe von offenen Kommunikationsschnittstellen können die Anlagen an Datenauswerteprogramme, Labormanagementprogramme oder auch komplexe SCADA-Systeme angebunden werden.

Eine Basiseinheit besteht aus folgenden Anlagenkomponenten:

  • Druckbehälter -1 bis 6 bar (optional höhere Drücke) mit Doppelmantel aus Edelstahl 1.4404/1.4435
  • Produktberührte Oberflächen mit Ra ≤ 0,8 μm (optional Ra ≤ 0,4 μm mit Elektropolitur)
  • Misch- und Begasungsaggregat mit verschiedenen wählbaren Rührwerken
  • Thermosiphoneinheit für Gleitringdichtungen
  • Verrohrung und Armaturen in DIN 11864
  • Automatische Membranventile im Produktbereich
  • Integrierte Peristaltikpumpen für Substrate, Stellmittel und Antischaummittel
  • Kompaktes Gestell zur Aufnahme aller Rohre und Aggregate
  • Sterilfiltereinheiten für Zu- und Abluft
  • Luftmengenregelung
  • Sterilisierbares Probenahmeventil
  • SIP-Anbindung mit Kondensatleitungen
  • CIP-Anbindung mit Ventiltechnik für die automatische Reinigung
  • Bioreaktorsensorik und Sensoriken für periphere Aggregate
  • Zentrale Steuereinheit mit SIEMENS SPS und Touch Panel

Einzelne PROREACT Labor-/Pilotfermenter können für eine Produktionsstrecke über mehrere Kultivierungsstufen (z.B. 20 L, 200 L, 2.000 L, 20.000 L) auch mit den Produktionsfermentern zusammen in eine komplette Bühnenstruktur eingebracht werden.

Frings berücksichtigt die kundenspezifischen Anforderungen und Qualifizierungsstandards

Ebenfalls ist es möglich, die gesamte Architektur der Automatisierung anzupassen. Die hierfür als Plattform eingesetzten SIEMENS Industriesteuerungen lassen hier eine Vielzahl von Möglichkeiten zu, die wir gerne bedarfsorientiert für Sie nutzen.

Für die Entwicklung und Produktion von biopharmazeutischen oder medizintechnischen Fermentationsprodukten werden die Anlagen auch mit der entsprechenden GMP-Dokumentation geliefert. Bei diesen Anlagen der Serie PROREACT G wird besonderes Augenmerk auf die kundenspezifischen Qualifizierungsstandards gelegt.

Das Dokumentenmanagement wird eng an die kundeneigenen Vorgaben angelehnt und selbstverständlich werden die Systeme auch mit den jeweiligen Bauelementen und Ausführungsvorgaben des Kunden realisiert.

Selbiges gilt im Übrigen für alle PROREACT Produkte. Wenn Sie als Kunde besondere Werksstandards oder Bauvorgaben haben, integrieren wir diese Anforderungen gerne schon im Rahmen unseres Basic Engineering und bauen Ihnen Ihre maßgeschneiderte Anlage.

Optionen

Die PROREACT P Basiseinheiten können mit einer Vielzahl verschiedener Standardmodule ergänzt werden, so dass das Handling der Anlagen vereinfacht und die Bandbreite möglicher Bioprozesstechniken deutlich erweitert werden kann.

  • Sterilanbindungen wie Sterilkreuze und sterile Schnellkupplungen
  • Wägeeinrichtung für Fermenter
  • Gravimetrische Flow Controller mit Vorlagenwaagen
  • Gasmischstation mit Mass-Flow-Controllern
  • Abluftkühler/-heizung
  • Integrierte CIP-Pumpe mit CIP-Kreislauf
  • Einbau-Dampferzeuger für SIP
  • Sterilisierbare Medien- und Vorlagetanks
  • FOAMEX Schaumzentrifugen
  • FRIBORATOR Hochleistungsbegasungsturbinen
  • Abgasanalysatoren für O2, CO2 oder diverse Sondergase
  • Erweiterte Sensorik (z.B. ALCOSENS)
  • Deckelhebevorrichtung
  • Medienfiltration
  • In-situ Aufarbeitungstechniken (z.B. Cross-flow Filtration)

Für die Minimierung oder gänzlichen Vermeidung des Einsatzes von Antischaummitteln wird der Einbau der optional erhältlichen FOAMEX Schaumzentrifuge empfohlen. Die Messsonde ALCOSENS erlaubt eine erweiterte Prozessdokumentation bei Fermentationen mit Alkohol als Substrat oder Metabolit. Zudem werden Regelungsstrategien für methylotrophe Hefen mit ihr leicht möglich.

UNTERSCHIEDLICHE AUSFÜHRUNGSSTANDARD VON FRINGS BIOREAKTOREN:

  • PROREACT P: Bioreaktoren für steriltechnisch anspruchsvolle Prozesse in der Biotechnologie
  • PROREACT B: Bioreaktoren für hygienische Prozesse insbesondere im Brauerei-, Backhefe- und Getränke-Umfeld
  • PROREACT G: Bioreaktoren mit Ausrüstung und Dokumentation gemäß GMP-Pharmastandard
  • PROREACT C: Bioreaktoren ohne Steril- oder Hygieneausführung gemäß Chemiestandard (für autosterile Prozesse)

AUSLEGUNG

Über die Konfiguration von Bioreaktoren aus Standardbaukästen und -modulen hinaus kann Frings auch vollständig kundenspezifische Lösungen realisieren.

Insbesondere neuartige Prozesse aus der Entwicklung erfordern oftmals Bioreaktorkonstruktionen die von den üblichen Standards abweichen.

Eine der Kernkompetenzen von Frings ist es, an den Bioprozess angepasste und optimierte Konstruktionen und Bioreaktorausrüstungen zu realisieren.

Hierbei nutzen wir entsprechende Auslegungstools und sind auch in der Lage experimentelle Untersuchungen im betriebseigenen Labor- und Biotechnikum durchzuführen, um die ideale technische Lösung zu finden.

Wir haben in der Vergangenheit schon diverse Projekte mit Kunden realisiert und sind besonders qualifiziert in den Segmenten:

  • Bau, Abnahme und Dokumentation von ATEX-konformen Bioreaktoren (sowohl im Labor- und Pilot- als auch Produktionsmaßstab)
  • Optimierung der Gaseintragsrate durch Hochdruckreaktoren und durch den Einsatz von Hochleistungsbegasungsturbinen
  • Nutzung von Sondermaterialien wie Hastelloy, Superduplex oder kunststoffbeschichteten Materialien für korrosive Fermentationsmedien
  • Integrierte Produktabtrennung und/oder Zellrückführung durch den Einsatz von internen und externen Subsystemen (z.B. Membranfiltration)
  • Kontinuierliche und semikontinuierliche Prozessführung von Bioprozessen
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