Für die Produktion von Fibroblast growthfactor 2 mithilfe eines rekombinanten E. coli- Stamms wurde eine Fermentationsanlage konstruiert, wobei die Entwicklung der gesamten Produktionsanlage in einzelne Abschnitteunterteilt wurde. Diese Arbeit beschreibt die Auslegung des Produktionsreaktors, sowie der für den Fermentationsprozess notwendigen Peripheriegeräte, wobei dabei der Aspekt eine effiziente, wartungsarme und kostengünstige Produktionsanlage zu planen, stets berücksichtigt wurde.

In einem ersten Entwurf wurden zunächst die Grundanforderungen der einzelnen Geräte bestimmt. Die dabei festgelegten Mindestanforderungen wurden im zweiten Planungsschritt genauer definiert und überarbeitet. Einen Schwerpunkt in dieser Planungsphase stellte die Reinigung und Sterilisation (CIP/ SIP- Prozess) der Anlage dar. Ein weiteres wichtiges Qualitätsmerkmal der Geräte ist die Möglichkeit der aseptischen Überführung einer Bakterienvorkultur in den Bioreaktor, sowie eine einfach durchführbare Probennahme zwecks Überprüfung des Fermentationsverlaufs. Alle Anforderungen und prozessrelevanten Daten wurden in einem Spezifikationsdokument der Gesamtanlage der User Requirement Specification (URS) festgehalten.

Entsprechend dieser darin enthaltenen Vorgaben, sollte der Ablauf der Produktherstellung in Form eines Fed- Batch- Verfahrens erfolgen, sodass die Konstruktion der Anlage in zwei, für die Fermentation erforderlichen Teilbereiche (Fermentation und Vorkultur) gegliedert werden musste. Für die Herstellung einer Bakterienvorkultur (Übernachtkultur) wurde ein eigenständiger Bioreaktor (Seedreaktor) vorgesehen und mit dem Produktionsreaktor verbunden. In einem weiteren, dritten Teil der Anlage ist die Zwischenlagerung von Basen bzw. Laugen und Antischaummittel (Antifoam) in geeigneten Tanks vorgesehen. Alle drei Prozessschritte, sowie alle notwendigen Geräte wurden nach den Anforderungen der URS konzipiert und in einem Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema (R&I- Schema) dargestellt.

Die Durchführung des Hauptprozesses (Fermentation) wurde in einem Standard Operation Procedure-Dokument (SOP) beschrieben. Ausgehend von einer gereinigten und sterilen Anlage erklärt diese Verfahrensanweisung die Vorgangsweise während der aseptischen Überführung der Bakterienvorkultur aus dem Seedreaktor in den Produktionsreaktor und die anschließende Durchführung der Batch- bzw. der darauffolgenden Fed- Batch- Phase.

In Anlehnung an diese bereits erstellte SOP wurde ein Master Batch Record (MBR) verfasst. Dieses Dokument ist in Form einer Checkliste konzipiert. Dem Anwender soll damit eine wichtige Hilfestellung zur Verfügung gestellt werden, deren Verwendung empfohlen wird, um mögliche Fehler während des Fermentationsprozesses zu vermeiden.Es handelt sich dabei um eine sehr genaue Aufschlüsselung der SOP, welche die Auflistung aller notwendigen Einstellungen und Fermentationsparameter, sowie die Vorgehensweise der einzelnen, während dem Prozess, durchzuführenden Arbeitsschritte enthält.

According to the specifications contained in the User Requirement Specification (URS), the production of the product should be carried out in two steps (batch- and fed- batch process). The construction of the production plant was divided into different areas (seed reactor and production reactor). For the production of a necessary preculture an independent reactor was created. Another area includes the supply of the reactor with base, acid and antifoam. The different areas were presented in an Piping and Instrumentation Diagram (P&ID). The main process (fermentation) has been described in a Standard Operation Procedure document (SOP). This instruction represents the correct procedure for carrying out the fermentation. Based on this document (SOP), a Master Batch Record (MBR) was written. This document is designed in the form of a checklist. The user should thus be provided with important assistance. The use of this instruction is to avoid possible errors during the fermentation process.