Titelaufnahme

Titel
Konzeptionierung einer Fermentationsanlage: Sterilization In Place (SIP)
Weitere Titel
Conception and development of a fermentation plant: Sterilization In Place (SIP)
VerfasserJeschek, Dominik
Betreuer / BetreuerinBliem, Rudolf Friedrich ; Maurer, Michael
Erschienen2014
Datum der AbgabeJuni 2014
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Sterilisation In Place (SIP) / Filterintegritätstest / Produktionsreaktor / Wasseraufbereitungsanlage / Escherichia coli / GFP
Schlagwörter (EN)Sterilization in Place (SIP) / Filter integrity testing / Production reactor / water system / Escherichia coli / GFP
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Abschließende zum Studium Bioengineering wurde eine Projektarbeit in eingeteilten Gruppen durchgeführt. Es musste ein geeigneter Produktionsablauf und eine Produktionsanlage entworfen werden um einen transformierten Escherichia coli Stamm, welcher GFP produziert, zu fermentieren. Der entwickelte Prozess umfasste die Anzucht des Bakterienstammes, aus einer Working Cell Bank (WCB), in einer Schüttelkolbenkultur gefolgt von einem Batchprozess in einem Anzuchtreaktor. Nach erreichen einer definierten Biomasse, wurde diese weiter verwendet um einen Produktionsreaktor zu inokulieren und einen Batch mit anschließenden Fed-Batch Verfahren durchzuführen. Abschließend wird die Biomasse in einem Downstream Schritt mittels Zentrifuge aufgearbeitet und als Endprodukt

GFP haltige Biomasse abgefüllt. Zusätzlich dazu sollen auch die unterstützenden Systeme wie IPKs (Inprozesskontrollen), CIP (Cleaning In Place) und SIP (Sterilization In Place) geplant werden. Diese Aufgabenstellung einen Prozess von der Zelle zum Produkt zu konzipieren diente dazu, das Erlernte der letzten Semester in einem theoretischen Beispielprozess umzusetzen. Vorrangig dabei standen das Erlernen und die Umsetzung von Vorgängen zur Erstellung von Methoden die notwendig sind um einen Prozess zu planen. Dafür wurde Einerseits eine technische Auslegung, wie das Erarbeiten eines Prozessablaufes, das Festlegen von Verfahrensparametern und das Entwicklung einer Anlage mittels erstellter R&I Schemata. Andererseits wurde eine Beschreibung im GMP-Kontext

(Herstellungsvorschriften, Verfahrensanweisungen und Spezifikationen) durchgeführt. Hauptaugenmerk meiner Aufgaben innerhalb des Prozesses lag dabei auf der Erstellung eines Sterilization In Place (SIP) Konzeptes für den Produktionsreaktor. Dafür musste der Sattdampfbedarf für diesen berechnet, sowie ein R&I Schema welches die on-line Sterilisierung der Sterilfilter garantierte, erstellt werden. Ebenso sollten Verfahrensanweisungen für SIP und Filterintegritätstests mit einer zusätzlichen Spezifikation für das Filter Testgerät verfasst werden. Zusätzlich wurde eine

Herstellungsvorschrift für den SIP Ablauf am Produktionsreaktor erstellt sowie die Wasseraufbereitung und Definitionen von Reinstdampf und des SIP Processes im Kapitel 4 des Site Master Files. Die ausgearbeiteten Dokumente entsprechen den gegebenen Qualitätsanforderungen.

Zusammenfassung (Englisch)

In the end of the bioengineering study a group project was performed. In this project a suitable production process and plant for an Escherichia coli strain which produces GFP must be planned. The developed process involved the cultivation of the bacterial strain, from a working cell bank (WCB), in a shake flask culture followed by a batch process in a seed reactor. For inoculation of the production reactor a defined biomass has to be achieved. In the production reactor a batch process followed by a fed batch process is performed. Finally when defined biomass is achieved a downstream step with centrifugation is done. A GFP containing biomass is gained as product. In addition the supporting systems such as IPKs (in process controls), CIP (Cleaning In Place) and SIP (Sterilization In Place) should be planned. This task to plan a process from cell to product was used to put the theory of the last semesters into practices. Primarily it was the learning and implementation of procedures for creating methods that are necessary to plan a process. Therefore on the one hand a technical design and configuration has to be done e.g. developing of process cycles, definitions of process parameters and planning piping and instrumentation diagrams. On the other hand, a description in the context of GMP (Master Batch Record, Standard Operating Procedures and Specifications) was conducted. The main focus of my tasks within the process was on the creation of a Sterilization In Place (SIP) concept for the production reactor. Therefore the amount of pure steam had to be calculated as well as a piping and instrumentation scheme which guaranteed the on-line sterilization of sterile filters had to be done. Further Standard operating procedures (SOP) for SIP and filter integrity testing with an additional specification for the filter tester had to be written. Additionally a Master Batch Record (MBR) for the SIP cycle on production reactor was created as well as the water system and the definitions of pure steam and the SIP processes in Chapter 4 of the Site Master File (SMF). The prepared

documents correlate with the specified quality requirements.