Entwicklung und Auslegung von flüssig-flüssig Bioextraktionsprozessen

In den letzten Jahrzehnten ist die Herstellung von Produkten über biotechnologische Prozesse stark angestiegen. Dieser Trend wird sich den Erwartungen nach sowohl im Bereich industrieller als auch medizinischer Biotechnologie weiterhin fortsetzen. Infolge erhöhter Forschungsanstrengungen ist der produzierende Schritt biotechnologischer Herstellungsprozesse (Upstream Processing – USP) stark optimiert worden. Dies äußert sich vor allem in erhöhten Produkt-/Titerkonzentrationen [Wurm 2004]. So sind mittlerweile auch in Produktionen von komplexen Proteinen, wie z. B. monoklonalen Antikörpern über Säugetierzellkulturen Titerkonzentrationen von 5 g/L industrielle Prozessrealität [Shukla und Thömmes 2010] und Entwicklungsspitzenwerte von bis zu 27 g/L publiziert worden. In der Aufreinigung des Produktes (Downstream Processing – DSP) wird über eine Aneinanderreihung von Grundoperationen die Trennung und Aufkonzentrierung der gewünschten Zielkomponenten sowie Abtrennung der Nebenkomponenten erreicht. Die industriell existierenden Downstream-Anlagen sind allerdings zumeist nur für Titerkonzentrationen von 1 bis zu 5 g/L ausgelegt. Dies führt, bei bestehenden Anlagen mit steigenden Produktmengen im USP und gleich bleibendem DSP-Prozess sowie Puffertankkapazitäten, zu einer Herausforderung im DSP [Jagschies 2008]. Bei neu entwickelten Prozessen kann zwar die Kapazität erhöht werden, diese Anpassung führt allerdings zu verschobenen Kostenstrukturen.