Neue Sensorik im Reaktor

Process Raman Spectroscopy for In-Line Monitoring of Dynamic Cell Cultures in Real Time
Alexander Pitters, Kaiser Optical Systems, Lyon, France

To ensure a healthy progression of the cell culture, it is important to understand and monitor the stages of the biologic manufacturing. In order to buld quality into a process is to analyse the process, understand the criticial quality attributes and monitor or rather control those factors.
Non-destructive and non-invasive Process Raman Spectroscopy is used for it provides inline information in real time - the spectra contains chemical and physical information - calibration models can be developed by around 20 reference samples Raman analysers are employed for gases, liquids and solids as well.

Fiber based In- and On-line-Measurements in Photo(bio)reactors
Michael Sandmann, Universität Potsdam, Physikalische Chemie – innoFSPEC, Potsdam

Die optische Spektroskopie ist eine eine wesentliche Komponente der PAT in chemischen und biotechnologischen Prozessen.
Sie emöglicht die direkte inline Messung in Fermentationen und phototrophen Kulturen, von Konzentration im Nano- bis Mikrometerbereich. Allerdings erfordert die starke Lichtstreuung anspruchsvolle Lösungen.
Es sollen daher daher andere Methoden gerade an stark lichtstreuenden Matrialien eingesetzt werden - Photonendichtewellen (PDW) sowie zwei Varianten der verteilten Lichtsensorik.

Bedarfsgerechte Fütterung und Identifikation von Prozessereignissen in der Impfstoff-Produktion durch modellbasierten Softsensor
Manfred Brunen, Novartis Vaccines and Diagnostics GmbH, Marbur

Die intelligente modellgestützte Kombination von existierenden Messwerten und eines Softsensors ist ein Mehrwert in der Produktion von Biopharmazeutika.

Der Softsensor ersetzt einen realen Sensor und berechnet kontinierlich biologische Zustandsgrößen, die ansonsten nur in Form von sporadischenLaborproben ermittelt werden können. Aus historischen Daten wird ein mechanistisches Modell (der Softsensor) zur Beschreibung der Wachstum- und Stoffwechselvorgänge im Fermenter hergeleitet:
Dieses Modell wird in Form eines Extended Kalman-Filters in ein Prozessleitsystem implementiert. Er erlaubt die Online-Schätzung der Biomasse im Fermenter wie auch z.B. der Umsatzraten.
Der Softsensor wurde im Produktionsmaßstab implementiert, sein Vorteil ist, dass keine weitere direkte Analytik bzw. Biosensoren beötigt werden.