Upstream Processing

Unter dem Begriff Upstream Processing sind in der Biotechnologie alle Maßnahmen zur Vorbereitung der Fermentation zu verstehen. Der Prozess umfasst unter anderem die fachgerechte Aufbewahrung von Mikroorganismen, Zellisolierung und -kultivierung, die Kulturerweiterung der Zellen bis zur endgültigen Ernte, sowie die Reinigung und Sterilisation des Fermenters. 

LEWA Pumpen kommen beim Upstream Processing in allen Phasen zum Einsatz: Für die Zellkultivierung ab dem Prozessmaßstab werden zu Beginn unter anderem Nährstoffe, Wachstumshormone oder Zellkulturmedien in den Fermenter dosiert. Sobald die Zellen bereit zur Ernte sind, werden diese aus dem Fermenter gefördert. Um den Fermenter im Anschluss zu reinigen und zu sterilisieren, wird Lauge hinzudosiert.

Lösungen

Vorteile der LEWA Pumpen beim Upstream Processing:

  • Bewährte Technologie: robust, hohe Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit
  • Geringer Wartungsaufwand: Das dosierte Fluid hat keinen Kontakt mit den rotierenden Bestandteilen, während alle beweglichen Bauteilen in einem separaten, geschützten, und geschmierten Triebwerk arbeiten
  • Hermetisch dichtes Anlagenkonzept: keine Leckagen in den Prozessraum, steriler Prozess
  • CIP und SIP möglich
  • Präzise Durchflussmengen: sehr gut reproduzierbare Prozessführung
  • Hohe Batch-to-Batch Reproduzierbarkeit
LEWA ecodos sanitary/hygienic diaphragm metering pump

Hintergrund

Upstream Processing – was ist das?

Das Upstream Processing umfasst Aufgaben in der Anfangsphase des Fermentationsprozesses in der Biotechnologie. Dazu zählen sämtliche Schritte im Zusammenhang mit der Entwicklung der Mikroorganismen, Nährstoffvorbereitung, Zellkultur, Zellabtrennung und -ernte. Sobald die Zellen/Bakterien die gewünschte Dichte erreicht haben, werden sie geerntet und in den darauffolgenden Bioprozess, dem Downstream Processing, verschoben und dort weiterverarbeitet.

Das Upstream Processing umfasst die Nährstoffvorbereitung. Genau wie der Mensch, brauchen auch Zellen in einer Kultur die richtige Ernährung um zu funktionieren. Die Nährstoffe bestehen überwiegend aus unterschiedlichen Komponenten, wie Kohlenhydrate (Glukose), Stickstoffe (Aminosäuren), Fette (Lipide) und Spurenmengen von Salz. Die Bestandteile sind zumeist in Pulverform und werden in Wasser mit hohem Reinheitsgrad gelöst. Es ist unerlässlich, dass die Komponenten gut vermischt werden. Die gemischte Lösung wird dann in den Fermenter geführt.

Dabei entsteht im nächsten Schritt die Zellkultur. Zellen teilen und vermehren sich in einer geeigneten Umgebung. Diese besteht idealerweise aus Nährstoffen zum Wachstum und Zellkulturgefäßen zur Steuerung der Gase und der Temperatur.

Der letzte Schritt ist die Zellabtrennung, beziehungsweise die Zellernte. Diese erfolgt zunächst durch Zentrifugation. Hierbei trennen sich die Zellen durch die erzeugten Fliehkräfte und Sedimentation von der Kultur. Die darauffolgende Filtration entfernt die groben Unreinheiten von der Ernte. Eine Membranfiltration sowie eine Sterilgradfiltration sorgen dann zu guter Letzt dafür, dass auch kleinere und mikrobielle Unsauberkeiten entfernt werden.

Branchen

Pumpen und Systeme für Pharma, Life Sciences und Biotechnologie

Als führender Hersteller von Pumpen und Pumpensystemen für Pharmaindustrie, Life Sciences und Biotechnologie unterstützt Sie LEWA bei der Entwicklung von kompletten Lösungen, die genau zu Ihren Prozessanforderungen passen. Bei der Herstellung von Pharmazeutika ist spezielles Know-how gefragt, um z. B. die gesetzlichen Anforderungen gewährleisten zu können. Sicherheit der Herstellung, Dokumentierung und Qualifizierbarkeit sind oberstes Gebot.

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Produkte

LEWA ecodos® sanitary/hygienic Membrandosierpumpe

Die LEWA ecodos ist auch in der Ausführung sanitary/hygienic erhältlich. Dabei erfüllen wir alle Voraussetzungen für den Betrieb in der Pharma- und Lebensmittelproduktion.

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Pomac Drehkolbenpumpe

Die flexible und wirtschaftliche Verdrängerpumpe für hygienische Standard-Applikationen bis hin zu komplexen sterilen Anwendungen mit dünnflüssigen, viskosen und/oder scherempflindlichen Medien.

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