Bioprozessanalytik und -steuerung

Zusammenfassung

Das komplexe Mehrphasensystem in einem Bioprozess stellt höchste Anforderungen an die Mess- und Regelungstechnik. Um die optimalen Bedingungen für den gesamten Prozess aufrechtzuerhalten, muss die Zusammensetzung der Flüssigphase (Medium), der darin suspendierten Gasphase und der dispergierten Festphase (Zellen, Zellverbände) kontinuierlich erfasst werden. Die Interaktion dieser drei Phasen ist komplex und verschiedenste Zeitkonstanten machen eine Steuerung des Prozesses ohne ausreichendes Prozess-Wissen schwierig. So wirkt sich die Induktion eines Gens durch einen Temperaturshift oder die Zugabe eines chemischen Induktors erst nach mehreren Minuten durch die Expression des gewünschten Proteins aus. Das Protein wird erst mit der Zeitverzögerung gebildet und kann erst dann metabolisch aktiv sein. Dieses Wissen muss für eine erfolgreiche Bioprozesssteuerung auf der Basis einer detaillierten Prozessanalytik eingebracht werden.