EP4357009A1 - Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses - Google Patents

Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses Download PDF

Info

Publication number
EP4357009A1
EP4357009A1 EP22201978.8A EP22201978A EP4357009A1 EP 4357009 A1 EP4357009 A1 EP 4357009A1 EP 22201978 A EP22201978 A EP 22201978A EP 4357009 A1 EP4357009 A1 EP 4357009A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement
bioprocess
conveying
liquid
liquid stream
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22201978.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Diel
Michael Rodenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Original Assignee
Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sartorius Stedim Biotech GmbH filed Critical Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority to EP22201978.8A priority Critical patent/EP4357009A1/de
Priority to PCT/EP2023/074974 priority patent/WO2024083408A1/de
Publication of EP4357009A1 publication Critical patent/EP4357009A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/48—Mixing liquids with liquids; Emulsifying characterised by the nature of the liquids
    • B01F23/483—Mixing liquids with liquids; Emulsifying characterised by the nature of the liquids using water for diluting a liquid ingredient, obtaining a predetermined concentration or making an aqueous solution of a concentrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/49—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2112—Level of material in a container or the position or shape of the upper surface of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/2132—Concentration, pH, pOH, p(ION) or oxygen-demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/2133—Electrical conductivity or dielectric constant of the mixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/2201—Control or regulation characterised by the type of control technique used
    • B01F35/2202—Controlling the mixing process by feed-back, i.e. a measured parameter of the mixture is measured, compared with the set-value and the feed values are corrected
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/221—Control or regulation of operational parameters, e.g. level of material in the mixer, temperature or pressure
    • B01F35/2211—Amount of delivered fluid during a period
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/831—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices using one or more pump or other dispensing mechanisms for feeding the flows in predetermined proportion, e.g. one of the pumps being driven by one of the flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/833—Flow control by valves, e.g. opening intermittently
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/23—Mixing of laboratory samples e.g. in preparation of analysing or testing properties of materials

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a continuous downstream process according to the preamble of claim 1, a bioprocess arrangement for operating a continuous downstream process according to claim 25, an electronic process control of the proposed bioprocess arrangement according to claim 26, the use of an electronic process control for implementing a proposed method according to claim 28, a computer program for the proposed electronic process control according to claim 29 and a computer-readable storage medium for storing the computer program according to claim 30.
  • the method in question for operating a continuous downstream process finds application in the context of a bioprocess for the production and/or quality control of biopharmaceutical bioproducts, in particular proteins, vectors, cells and the like, whereby a continuous stream from an upstream unit, in particular an upstream chromatography unit, can be provided for a downstream unit, in particular a downstream chromatography or filtration unit.
  • downstream process refers to all processes used to separate and purify fermentation products from a fermentation broth of a biotechnological process. This term includes mechanical, thermal, electrical and physico-chemical processes.
  • bioprocess here refers to biotechnological and biopharmaceutical processes involved in the production of therapeutic bioproducts, such as vaccines, biologics, components for cell or gene therapy, or non-therapeutic bioproducts such as pigments, biofuels or nutrients.
  • therapeutic bioproducts such as vaccines, biologics, components for cell or gene therapy, or non-therapeutic bioproducts such as pigments, biofuels or nutrients.
  • bioproducts can either be produced by living cells or the cell itself can constitute the bioproduct or the bioproduct can be the result of cell-free production based on cell components that are either of natural or non-natural origin.
  • a first virus inactivation step is usually carried out.
  • the implementation of a continuous virus inactivation step represents a challenge for process development in the context of process intensification.
  • the known method for operating a continuous downstream process (EP 2 867 359 B1 ), from which the invention is based, is used for the semi-continuous inactivation of viruses during a protein production process, eliminating the need to use large storage tanks for virus inactivation. This is because smaller, stirred mixing tanks are used for virus inactivation, which creates better conditions for the product and saves installation space. Furthermore, the incubation time for complete virus inactivation can be shortened from a minimum of one hour to a maximum of one hour.
  • a known method for operating a continuous downstream process in particular a continuous inline dilution process ( WO 2015 117 884 A1 ), comprises a first and at least one second chromatography column, a plurality of buffer vessels, and an additional inline dilution system having an inlet and a bioprocess outlet.
  • the additional inline dilution system requires additional manufacturing space and results in increased material costs, higher structural complexity, and higher maintenance costs.
  • the known processes only provide limited efficiency in terms of the long process times that endanger the bioproduct on the one hand and in terms of the manufacturing costs and the use of production space on the other.
  • the implementation of the known process for operating a continuous downstream process, in particular a continuous virus inactivation or inline dilution process is relatively complex.
  • the invention is based on the problem of designing and developing the known method for operating a continuous downstream process in such a way that its implementation is simplified.
  • the fundamental consideration is that the electronic process control adjusts a filling level in the compensation tank by controlling and/or regulating the conveying arrangement in order to avoid falling below a minimum filling level, in order to ensure a continuous flow of liquid from the bioprocess arrangement.
  • compensation tank is to be understood broadly here and means any vessel or container designed to hold liquids. This can be made of flexible or rigid materials, in particular metal, glass, plastic or the like. Additionally or alternatively, the compensation tank can be designed for multiple use or as a single-use container.
  • the special structure of the proposed method for operating a continuous downstream process has the advantage of converting a, in particular discontinuous, liquid stream from an upstream process step, in particular an upstream protein A chromatography step, which can fluctuate in terms of volume and product concentration, i.e. in which, for example, no liquid stream flows at all at times and in which the product concentration can usually fluctuate during the chromatography phases, into a continuous liquid stream and continuously releasing this liquid stream into a downstream process step following a proposed continuous downstream process, in particular a continuous virus inactivation or inline dilution process.
  • continuous liquid flow here means a liquid flow that is not interrupted, for example by incubation in a container or the like, but which may vary in flow rate.
  • the electronic process control adjusts a filling level in the equalization tank by controlling and/or regulating the conveying arrangement in such a way that a predefined minimum filling level in the equalization tank is not undercut.
  • the electronic process control adjusts a fill level in the expansion tank in such a way that a predefined target fill level is reached or the fill level is maintained in a target fill level range. This enables the user not only to avoid the expansion tank running dry, but also to set a predefined target fill level. This is preferably above the minimum fill level and is in particular set again after the fill level has fallen below the target fill level or has exceeded it.
  • the preferred embodiments according to claim 3 or 4 relate to details of the at least one conveying device assigned to the conveying arrangement and enable flexible fluid controllability in a simple manner.
  • conveying arrangement is to be understood broadly here and means any type of arrangement that is set up to convey and/or adjust, in particular interrupt, the conveying of liquids, in particular pump arrangements with at least one pump and/or valve arrangements with at least one valve.
  • a pump and such a valve then each form a "conveying device" of the conveying arrangement.
  • conveying devices that are designed as metering pumps, in particular as peristaltic pumps, rotary piston pumps or diaphragm pumps.
  • valves that are set up to produce a selective and quantitative fluid connection, preferably a continuous valve, control valve or the like.
  • the electronic process control derives an actual value for a fill level parameter in the equalization tank from the process data in a monitoring routine.
  • the electronic process control adjusts the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device to prevent the minimum fill level from being undershot. This embodiment enables the electronic process control to react to any deviation from the minimum fill level and to prevent it from being undershot by adjusting the corresponding pumps.
  • the adjustment is made depending on a deviation between the derived actual value for the fill level parameter and a predefined target value for the fill level parameter corresponding to the predefined target fill level in the equalization tank, the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device for achieving the target fill level, or depending on a deviation between the derived actual value for the fill level parameter and a predefined limit value of the predefined target fill level range in the equalization tank, the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device for maintaining the fill level in the target fill level range.
  • the electronic process control generates a first model from the process data.
  • the degree of adjustment of the conveying capacity is derived from this first model.
  • the first model represents the dependency between the fill level parameter in the equalization tank on the one hand and the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device on the other hand.
  • the bioprocess arrangement has a first bioprocess inlet and a fourth conveying device associated therewith, which is designed for the metered delivery of a liquid flow into the line arrangement.
  • a further liquid flow can be supplied via the additional bioprocess inlet.
  • the concentrate flow is combined with the diluent flow in the equalization tank to form a first liquid flow containing a target factor and then combined with a second liquid flow in a precisely predefined volume ratio to form a third, reactive liquid flow.
  • This simple process control allows predefined conditions, in particular virus-inactivating or buffer-diluting conditions, to be created in a particularly simple manner.
  • the bioprocess system has at least one mixer for mixing the third, reactive liquid stream. This enables the homogenization of a target parameter, in particular the pH or the conductivity, in a particularly simple manner.
  • a particularly preferred embodiment according to claim 10 shows that the bioprocess arrangement has a residence time arrangement downstream of the mixer for providing a minimum residence time of a liquid stream.
  • This residence time arrangement ensures the required incubation time of a liquid stream, in particular with virus-inactivating agents, in a particularly simple manner.
  • the sensor arrangement generates process data into which liquid parameters of the first liquid stream containing a target factor and liquid parameters of the third, reactive liquid stream flow.
  • the electronic process control Based on an actual value for the liquid parameter determined by the measurement, the electronic process control carries out a virus inactivation routine in order to adjust a target value for the liquid parameter, in particular a target pH or a target conductivity, in a liquid stream.
  • a virus inactivation routine in order to adjust a target value for the liquid parameter, in particular a target pH or a target conductivity, in a liquid stream.
  • a further preferred embodiment according to claim 13 relates to a disposal line which is designed to discharge a liquid flow from the bioprocess arrangement.
  • This variant offers the advantage that liquid flows or parts thereof which are not further passed through the Bioprocess arrangement, can be diverted and in particular can be discharged from the bioprocess arrangement for further use or disposed of. This enables so-called priming of the system, ie flooding the line arrangement with buffer, disposal of (partial) liquid flows that are no longer required and/or the like, and generally increases the flexibility of the proposed method.
  • a valve arrangement with at least one valve is provided for the selective fluidic connection of the respective line to the line arrangement.
  • the further preferred embodiment according to claim 15 relates to the design of the bioprocess arrangement with a second bioprocess inlet, to which a fifth conveying device is assigned, whereby a fourth, neutralizing liquid flow is introduced and combined with the third, reactive liquid flow to produce a fifth, resulting liquid flow.
  • This offers the advantage of a particularly simple neutralization of the conditions, in particular those which inactivate viruses.
  • the bioprocess arrangement has at least one second mixer which is designed to mix the fifth, resulting liquid stream.
  • This mixer enables the homogenization of the neutralizing conditions, in particular the pH, in a particularly simple manner and allows continuous operation of the process.
  • the preferred embodiments according to claims 18 and 19 relate to the preferred measuring positions and measuring parameters of the sensors of the sensor arrangement, so that process data can be generated in a particularly simple and efficient manner.
  • the electronic process control carries out a neutralization routine in order to adjust a target value for a liquid parameter, in particular the pH or the conductivity, in a liquid flow. This allows the continuous adjustment of an otherwise deviating value, in particular by adjusting the base concentration or by adjusting the buffer concentration, in order to keep it as constant as possible and thus enables continuous virus inactivation or continuous inline dilution in a particularly efficient manner.
  • the electronic process control generates a second model from the process data and the degree of adjustment of the conveying capacity of the fourth and/or fifth conveying device is derived from this second model.
  • the first model and/or the second model is a statistical or analytical model. This ensures particular flexibility in the applicability and efficiency of the proposed method.
  • the preferred embodiment according to claim 22 relates to the continuous exit of a liquid stream from the bioprocess arrangement and underpins the connectability of the proposed process with a downstream, preferably continuous, process in a particularly simple manner.
  • the preferred embodiment according to claim 23 relates to the design of the first and/or second mixer.
  • a centrifugal pump is used for dynamic inline mixing, through which the fluid flows in the opposite direction to the intended operation.
  • This embodiment opens up the possibility of the impeller of the centrifugal pump rotating in the opposite direction to the intended direction acting as a mixer, which makes it possible to set a variable mixing performance by speed control without causing an increase in pressure in the system.
  • the proposed method is carried out in combination with chromatography methods and/or with filtration methods. This offers the possibility of easily integrating the proposed method into an already existing process.
  • a bioprocess arrangement for operating a continuous downstream process, in particular a continuous virus inactivation or inline dilution process, during a bioprocess, wherein the bioprocess arrangement has an equalization tank, with a first fluid inlet, set up to introduce a concentrate flow, in particular a product or buffer concentrate flow, into the equalization tank, with at least a second fluid inlet, set up to introduce a diluent flow, in particular a product or buffer diluent flow, into the equalization tank, with a fluid outlet, set up to discharge a liquid flow from the equalization tank, wherein the bioprocess arrangement has a conveying arrangement for conveying fluid, which is assigned to the first fluid inlet and the second fluid inlet for conveying at least one liquid flow into the equalization tank, and the fluid outlet for conveying a liquid flow from the equalization tank, and wherein the bioprocess arrangement has an electronic process control.
  • the bioprocess arrangement has an electronic process control.
  • the electronic process control adjusts a filling level in the equalization tank by controlling and/or regulating the conveying arrangement in such a way that a predefined minimum filling level in the equalization tank is not undercut.
  • the electronic process control has a data processing system for implementing a proposed method.
  • a computer-readable storage medium for storing the proposed computer program.
  • a proposed method for operating a continuous downstream process in particular a continuous virus inactivation or inline dilution process, is shown.
  • This is used in the downstream process of a bioprocess using a bioprocess arrangement 1, in particular in the production, purification and/or quality control of biopharmaceutical products, such as during the production of a protein.
  • proteins can be growth factors, hormones, enzymes and in particular antibodies, antibody derivatives or the like.
  • the proposed method can be used to ensure that a biopharmaceutical product does not contain any active virus particles of any type above a certain threshold value set by, for example, the manufacturer and/or regulatory authorities, etc., in particular no active virus particles at all.
  • the proposed method can be used for continuous inline dilution, in particular of buffers.
  • the target protein can originate either directly or indirectly from a bioreactor, in particular after processing steps, in particular steps of the downstream process, such as filtration, precipitation, and/or chromatographic separation steps or the like, have been carried out.
  • chromatographic steps can be, for example, affinity chromatography steps, in particular affinity chromatography steps using protein A.
  • the bioprocess arrangement 1 has a compensation tank 2 with a first fluid inlet 3, designed to introduce a concentrate flow, in particular a product or buffer concentrate flow, into the compensation tank 2, and with at least one second fluid inlet 4, designed to introduce a diluent flow, in particular a product or buffer diluent flow, into the compensation tank 2.
  • the compensation tank 2 is here and preferably a stirred compensation tank 2, as in Fig.1 and Fig.2 and is therefore designed for homogenization.
  • product concentrate stream here means a liquid stream that essentially contains product from an upstream process step, in particular eluate from an upstream chromatography step.
  • buffer concentrate stream here means a liquid stream that essentially contains buffer, in particular a concentrated buffer, which is diluted inline for further use in the bioprocess.
  • product diluent stream here means a liquid stream that essentially contains solvent that is designed to dilute a product from an upstream process step, in particular buffer that is suitable for the respective product.
  • buffer diluent stream here means a liquid stream that essentially contains solvent designed to dilute a buffer, in particular water.
  • the bioprocess arrangement 1 has a fluid outlet 5, designed to discharge a liquid flow from the equalization tank 2.
  • the bioprocess arrangement 1 also has a conveying arrangement 6 for conveying fluid, which is assigned to the first fluid inlet 3 and the second fluid inlet 4 for conveying at least one liquid flow into the equalization tank 2, and to the fluid outlet 5 for conveying a liquid flow from the equalization tank 2.
  • the bioprocess arrangement 1 has an electronic process control 7.
  • fluid conveyance is to be understood broadly in this case and means any type of conveyance and/or adjustment, in particular interruption, of the conveyance of fluids, in particular liquids.
  • the electronic process control 7 adjusts a filling level in the equalizing tank 2 by controlling and/or regulating the conveying arrangement 6 in such a way that a predefined minimum filling level in the equalizing tank 2 is not undercut. This ensures a continuous liquid flow ( Fig.1 ).
  • minimum fill level is to be understood broadly here and preferably means any type of fill level in the expansion tank that has been defined, preferably by a user, as a minimum fill level. According to a particularly preferred embodiment, the minimum fill level is preferably less than 50%, more preferably less than 25%, more preferably less than 10%, more preferably less than 5% of the total volume of the expansion tank 2.
  • the electronic process control 7 adjusts a fill level in the equalizing tank 2 by controlling and/or regulating the conveying arrangement 6 such that a predefined target fill level is reached or that the fill level is maintained in a target fill level range.
  • target level here means any level that is defined, preferably by the user, as the level to be achieved.
  • a “target level range” is a range between an upper limit and a lower limit for the fill level within which the fill level is maintained.
  • the conveying arrangement 6 preferably has a first conveying device 8 for conveying fluid, which is assigned to the first fluid inlet 3. Additionally or alternatively, the conveying arrangement 6 preferably has a second conveying device 9 for conveying fluid, which is assigned to the second fluid inlet 4. Furthermore additionally or alternatively, the conveying arrangement 6 preferably has a third conveying device 10 for conveying fluid, which is assigned to the fluid outlet 5.
  • the bioprocess arrangement 1 preferably has a bioprocess outlet 11 which is designed to discharge a liquid from the bioprocess arrangement 1.
  • the bioprocess arrangement 1 also has a line arrangement 12 with at least one line 13 for fluidically connecting the fluid outlet 5 of the compensation tank 2 to the bioprocess outlet 11. This discharge from the bioprocess outlet 11 preferably takes place when a liquid stream has passed through the proposed method and is passed to a downstream process step, preferably to a downstream chromatography step or the like, for further processing.
  • the third conveyor device 10 is here and preferably, as in Fig.1 and Fig.2 to be seen, for fluid conveyance through at least one line 13 of the line arrangement 12.
  • the bioprocess arrangement 1 has a sensor arrangement 14 for generating process data 15, with at least one sensor 16 assigned to the compensation tank 2.
  • the at least one sensor 16 in the compensation tank 2 is preferably designed as a fill level sensor, which is further preferably set up to measure a fill level and/or to measure a change in a fill level per unit of time. Further preferably, the fill level sensor is set up to measure a fill level parameter.
  • the term "fill level parameter" is to be understood here in a broad sense.
  • the fill level parameter is preferably a very general measure of the filling of the expansion tank 2 with liquid and can be represented by a percentage filling of the expansion tank 2, a certain mass, a certain volume, a certain concentration or the like.
  • the fill level parameter can be represented by a certain fill level at a certain point in time or as a change in the fill level over time, which can also represent the flow rate.
  • liquid is also to be understood in a broad sense. It includes not only a pure liquid as such, but also emulsions and suspensions, e.g. a heterogeneous mixture of at least two different liquids or a heterogeneous mixture consisting of solid parts and liquid.
  • the at least one sensor 16 in the compensation tank 2 can be designed as a force sensor, preferably as a load cell, which is further preferably set up to measure a force, in particular a mass and/or to measure a change in a mass per unit of time.
  • this force in particular the mass and/or the change in a mass per unit of time, can be converted into a fill level and/or into the change in a fill level per unit of time.
  • the electronic process control 7 derives at least one actual value for a fill level parameter in the equalizing tank 2 from the process data 15 in a monitoring routine 17, preferably in an information query 18.
  • the electronic process control 7 adjusts, preferably in an adjustment step 20, the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device 8, 9, 10 to prevent the minimum fill level from being undershot, as in Fig.3 shown.
  • the electronic process control 7 adjusts the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device 8, 9, 10 to achieve the target filling level depending on a deviation between the derived actual value for the filling level parameter and a predefined target value for the filling level parameter corresponding to the predefined target filling level in the compensation tank 2.
  • the electronic process control 7 adjusts the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device 8, 9, 10 to maintain the fill level in the target fill level range depending on a deviation between the derived actual value for the fill level parameter and a predefined limit value of the predefined target fill level range in the compensation tank 2.
  • device is to be understood broadly here and includes not only any subtraction between a measured value and a target value, but also any other type of mathematical deviation including a variance, a difference and/or an integral of a difference or the like.
  • the conveying capacity of at least the first and/or second conveying device 8, 9 is adjusted, preferably increased.
  • the conveying capacity of at least the third conveying device 10 is preferably adjusted, more preferably reduced.
  • the electronic process control 7 in the monitoring routine 17 derives a fill level parameter in the equalization tank 2 from the process data 15 and determines a deviation from a predefined target fill level in the equalization tank 2, the electronic process control 7 preferably adapts the conveying capacity of at least the first and/or second conveying device 8, 9, more preferably this is increased. This has the result that more liquid is delivered into the equalization tank 2 so that a continuous liquid flow flowing out of the equalization tank 2 can be maintained.
  • the liquid flow fed into the equalization tank 2 to achieve a predefined target fill level is preferably the concentrate flow and/or the diluent flow.
  • a supply of a liquid flow to maintain a continuous liquid flow out of the equalizing tank 2 does not exceed a level which would result in a target factor concentration in the equalizing tank 2 falling below, unless the continuous liquid flow out of the equalizing tank 2 would otherwise come to a standstill.
  • target factor here means a product, preferably an eluate, or a buffer.
  • target factor concentration here means a product concentration, preferably eluate concentration, or a buffer concentration. It should be noted that, as already indicated above, the supply of a liquid flow into the equalization tank 2 does not exceed a level that falls below a preferably predefined product concentration, preferably eluate concentration, or a preferably predefined buffer concentration. This can preferably be set by the user of the proposed method before and/or during the method for operating a continuous downstream process.
  • the delivery capacity is preferably adjusted, and more preferably reduced, at least for the third delivery device 10. This in turn results in the flow rate of the liquid flow flowing out of the equalizing tank 2 being reduced, but a continuous liquid flow flowing out of the equalizing tank 2 can be maintained. It is particularly preferred that, in order to maintain a continuous flow, the delivery capacity of at least the first and/or second delivery device 8, 9 is first adjusted, and more preferably increased.
  • An adjustment of the conveying capacity of at least the third conveying device 10 is preferably carried out when the adjustment of the conveying capacity of at least the first and/or second conveying device 8, 9 is not sufficient to maintain a continuous liquid flow.
  • the conveying capacity of the third conveying device 10 is preferably kept essentially constant. Otherwise, a changing flow rate would mean that the residence time of a liquid flow in the bioprocess arrangement 1, described in more detail later, could fall below a predefined minimum residence time.
  • a model here always means a mathematical model.
  • the degree of adjustment of the conveying capacity of the conveying arrangement 6 is preferably derived from the first model 21.
  • the first model 21 further preferably represents the dependency between the fill level parameter, preferably the change in the target fill level per time, in the equalizing tank 2 on the one hand and the conveying capacity of the first, second and/or third conveying device 8, 9, 10 on the other hand.
  • the first model 21 is preferably set up to predict future target fill levels, preferably at a predefined point in time, in the equalizing tank 2 depending on the change in the level per time.
  • the bioprocess arrangement 1 has a first bioprocess inlet 22 downstream of the equalizing tank 2, which is designed to introduce a liquid flow into the line arrangement 12 of the bioprocess arrangement 1. This is preferably located downstream of the third conveying device 10.
  • the conveying arrangement 6 preferably has a fourth conveying device 23, which is assigned to the first bioprocess inlet 22 and is designed to meteredly discharge a liquid flow into the line arrangement 12.
  • the concentrate stream is combined with the diluent stream to form a first liquid stream 24 containing a target factor.
  • This first liquid stream 24 containing a target factor preferably contains either the biopharmaceutical target product, such as an antibody or a vector, as well as viruses as a result of the process.
  • this first liquid stream 24 preferably contains a target buffer as a target factor, such as an equilibration, washing or elution buffer or the like.
  • target factor therefore means a specific property of the liquid in the liquid stream 24, as already mentioned above.
  • the first liquid stream 24 containing a target factor is preferably introduced through the fluid outlet 5 from the equalization tank 2 into the at least one fluidically connected line 13 of the line arrangement 12. This is then combined in a predefined volume ratio with a second liquid stream 25 introduced through the first bioprocess inlet 22 and conveyed by the fourth conveying device 23, preferably to form a third, reactive liquid stream 26, in order to set a predefined target value for a liquid parameter, in particular for a pH and/or a conductivity, in the third, reactive liquid stream 26.
  • the second liquid stream 25 has, as a property necessary to fulfil the intended function, either virus-inactivating conditions, in particular a pH of less than 3.
  • the virus-inactivating conditions, in particular the pH, of the second liquid stream 25 are selected such that after combining with the first liquid stream 24 containing a target factor, the resulting third, reactive liquid stream 26 also has virus-inactivating conditions, in particular a pH of 3 to 3.8 and/or a detergent concentration of between 0.05% and 10% (v/v).
  • virus-inactivating conditions in particular a pH of 3 to 3.8 and/or a detergent concentration of between 0.05% and 10% (v/v).
  • the pH is achieved by adding an acid such as lactic acid, ascorbic acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, citric acid, glycine, succinic acid and/or sulfuric acid or the like.
  • the virus-inactivating reagent can contain an acid with a titratable group with a pKa between 2.0 and 4.3.
  • the virus-inactivating conditions can be selected such that the concentration of the acid can be up to 100 mM and yet have sufficient buffer properties to enable effective virus inactivation on the one hand and not to damage the protein product on the other, e.g. through acid denaturation.
  • the virus-inactivating conditions can be created by a non-ionic detergent having a chromophoric group.
  • Such detergents can be, for example, Triton-X 100 and other polyethylene oxides.
  • the virus-inactivating conditions can be selected with the proposed method such that virus inactivation by a factor of at least 1 ⁇ 10 1 , preferably at least 1 ⁇ 10 3 , more preferably at least 1 ⁇ 10 6 can be achieved, in particular regardless of whether it is precisely one specific virus type, several virus types and/or a plurality of different virus types.
  • the virus-inactivating conditions can be selected such that less than 1 ppm, preferably less than 1 ppb, of the volume of the third, reactive liquid stream 26 has a residence time which is shorter than that which would be necessary for effective virus inactivation by a factor of at least 1 ⁇ 10 1 , in particular of at least 1 ⁇ 10 6 .
  • the second liquid stream 25 is preferably mixed for virus inactivation with the first liquid stream 24 containing a target protein in a precisely predefined volume ratio of these two liquid streams 24, 25 to one another, so that it can be ensured that the conditions in the third, reactive liquid stream 26 for fulfilling the intended function are actually present and homogeneously distributed.
  • a volume ratio can be, for example, 19:1, with nineteen parts of the first liquid stream 24 containing a target protein and one part of the second, virus-inactivating liquid stream 25.
  • the second liquid stream 25 has buffer-diluting conditions as a property necessary to fulfill the intended function, preferably that the second liquid stream 25 consists of dilution buffer and/or water or the like.
  • the buffer-diluting conditions of the second liquid stream 25 are selected such that after merging with the first liquid stream 24 containing a target factor, the resulting third, reactive liquid stream 26 also has buffer-diluting conditions, in particular a target buffer concentration.
  • the Dilution to produce a target buffer concentration is achieved by adding a dilution buffer and/or water or the like.
  • the bioprocess arrangement 1, preferably downstream of the first bioprocess inlet 22, has a first mixer 27, set up for fluid mixing.
  • the third, reactive liquid stream 26 is preferably passed through the first mixer 27 for fluid mixing.
  • This mixer 27 is preferably designed as an inline static mixer, in particular as a radial or laminar static mixer or the like, as in Fig.2
  • a plurality of static mixers can be connected in series.
  • a dynamic mixer can also be provided as the first mixer 27.
  • fluid mixing is to be understood broadly in this context and means any type of mixing of a fluid, in particular a liquid, that goes beyond simply passing the fluid through a line, in particular a hose or pipeline.
  • the bioprocess arrangement 1, here and preferably downstream of the first mixer 27, has a residence time arrangement 28 fluidically connected to the first mixer 27 for providing a minimum residence time of a liquid flow (see Fig.2 ).
  • the third reactive liquid stream 26 is preferably passed through the residence time arrangement 28 to provide a minimum residence time.
  • the above-described supply of a liquid stream into the equalization tank 2 to maintain a continuous liquid stream results in the concentration in the equalization tank 2, preferably the product concentration or buffer concentration, changing. Both parameters can have an influence on a logarithmic reduction in the viral load, so that the residence time of the liquid stream in the residence time arrangement 28 is at least 15 minutes, preferably up to 1 hour, so that such changes also remain uncritical.
  • fluidically connected here means a tight connection that allows a fluid to move internally from one area to another, at least unidirectionally, preferably bidirectionally. In this case, the fluid connection is also released by mechanical release.
  • “Dwell time arrangement” here means an arrangement which, when properly assembled, serves to allow a certain volume flow, consisting of one or more combined fluid, in particular liquid, flows, to “dwell” within this arrangement, in that the dwell time arrangement 28 is designed in such a way that the distance to be covered by the volume flow is artificially extended, so that a multiple distance relative to the extension of the component must be covered.
  • the dwell times of the individual fluids to be inactivated Volume fractions must be as uniform as possible in order to obtain a reproducible inactivation result.
  • the sensor arrangement 14 for generating the process data 15 has at least one sensor 29 for measuring a liquid parameter, in particular a pH and/or a conductivity, of the first liquid stream 24 containing a target factor, which is preferably designed as a pH sensor and is set up to measure a pH in the first liquid stream 24 containing a target factor.
  • the sensor 29 is preferably designed as a conductivity sensor, which is further preferably set up to measure a conductivity in the first liquid stream 24 containing a target factor.
  • the sensor 29 is here and preferably arranged downstream of the equalization tank 2 and upstream of the first bioprocess inlet 22 ( Fig.2 ).
  • the sensor arrangement 14 here and preferably has at least one sensor 30, 31, preferably at least two sensors 30, 31, for measuring a liquid parameter, in particular a pH and/or a conductivity, of the third, reactive liquid stream 26.
  • the sensor 30 is arranged here and preferably downstream of the first mixer 27.
  • the sensor arrangement 14 here and preferably downstream of the residence time arrangement 28 has at least one sensor 31 for measuring a liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26.
  • the sensor 31 is used in particular to measure a flow rate and/or a protein concentration, preferably by means of UV measurement.
  • the measurement of the flow rate preferably serves to determine the required residence time of the third, reactive liquid stream 26 in the residence time arrangement 28 with particular precision. This is because, as already discussed above, a changing flow rate results in the residence time of a liquid stream in the residence time arrangement 28 required for the intended process also changing. The residence time of a liquid stream in the residence time arrangement 28 can thus be adjusted by adjusting the flow rate.
  • the measurement of the UV absorption preferably serves to determine the target factor concentration, in particular a protein concentration, particularly precisely.
  • the electronic process control 7 can control the conveyor arrangement 6 in such a way that the flow direction of the third, reactive liquid stream 26 is diverted via a line 13 of the line arrangement 12, which will be described in more detail later, and the third, reactive liquid stream 26 can be continuously passed on to a subsequent process step or disposed of in a subsequent disposal step.
  • a predetermined minimum protein concentration can be set particularly at the beginning (during or immediately after the so-called priming) or towards the end of a continuous downstream process, in particular a continuous virus inactivation process.
  • the electronic process control 7 preferably adjusts the conveying capacity of the fourth conveying device 23 in a virus inactivation routine 32 to set the target value for the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26. This is preferably done as a function of a deviation between an actual value determined by the measurement for the liquid parameter of the first liquid stream 24 containing a target factor and the predefined target value for the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26.
  • the conductivity preferably enables the electronic process control 7 to derive a buffer concentration. If, according to this embodiment, the actual pH in the first liquid stream 24 containing a target protein deviates from the target value of the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26, it is preferably possible for the electronic process control 7 to adjust the actual value of the liquid parameter, preferably the actual pH or the actual conductivity, in the third, reactive liquid stream 26 by controlling and/or regulating the fourth conveying device 23, which is preferably set up for the metered release of acid, buffer and/or water.
  • the actual pH in the first liquid stream 24 containing a target factor can preferably be determined on the one hand and the electronic process control 7 can calculate the necessary volume and/or volume flow to be supplied in order to achieve the target value of the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26, in particular the target pH, on the other hand, on the basis of the process data 15.
  • the actual conductivity in the first liquid stream 24 containing a target factor can preferably be determined on the one hand and the electronic process control 7 can calculate the necessary volume and/or volume flow to be supplied in order to achieve the target value for the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26, in particular the target conductivity, on the basis of the process data 15.
  • the line arrangement 12 preferably downstream of the residence time arrangement 28, has a disposal line 33 which is designed to discharge a liquid flow from the bioprocess arrangement 1.
  • Disposal line here means a line 13 of the line arrangement 12 for establishing a fluid connection, whereby this offers the user of the proposed method the possibility of not necessarily directing liquid flows introduced into the bioprocess arrangement 1 to the bioprocess outlet 11 and out of it. This is particularly advantageous if the bioprocess arrangement 1 is to be installed in front of a proposed continuous Downstream process is flushed with, for example, buffer, in particular in a first proposed continuous downstream process with a newly used buffer and/or with a newly used concentrate stream, in particular a new product or buffer concentrate stream.
  • this final diluted buffer can be continuously discharged from the bioprocess arrangement 1 through the disposal line 33 and used directly in a downstream process step, in particular in a downstream chromatography step.
  • the line arrangement 12 is assigned a valve arrangement 34 with at least one valve for the selective fluidic connection of at least one line 13 of the line arrangement 12, in particular the disposal line 33.
  • the bioprocess arrangement 1, here and preferably downstream of the disposal line 33, has a second bioprocess inlet 35, which is designed to introduce a liquid flow into the line arrangement 12 of the bioprocess arrangement 1.
  • the conveying arrangement 6 preferably has a fifth conveying device 36. This is preferably assigned to the second bioprocess inlet 35 and designed for the metered discharge of a liquid flow into the line arrangement 12.
  • the third, reactive liquid stream 26 is combined here and preferably downstream of the residence time arrangement 28 with a fourth, neutralizing liquid stream 37 introduced through the second bioprocess inlet 35 to form a fifth, resulting liquid stream 38 in order to neutralize the predefined target value for the liquid parameter in the fifth, resulting liquid stream 38.
  • Neutralization here means the partial or complete reversal of the previous change in the liquid parameter and thereby the elimination and/or removal of the virus-inactivating conditions, in particular by the reaction of equal amounts of acids, for example 1.5 to 3 M acetic acid, or acid derivatives, for example 2 M glycine, and bases, for example 1 to 2 M HEPES pH 8 or Tris pH 11.
  • This fourth, neutralizing liquid stream 37 serves to neutralize, deplete and/or remove the virus-inactivating conditions.
  • a fifth, resulting liquid stream 38 is created, which can be discharged from the bioprocess arrangement 1 through the bioprocess outlet 11 and has a pH, preferably a pH between 5 and 8.5, which enables further processing.
  • the mixing of these two liquid streams 26, 37 also takes place in a precisely predefined volume ratio, so that it can be ensured that the neutralizing conditions in the fifth, resulting liquid stream 38 are actually present and homogeneously distributed to fulfill the intended function.
  • a fourth, neutralizing liquid stream 37 is optional.
  • additional diluting buffer, water or the like can be added to the third, reactive liquid stream 26 through the second bioprocess inlet 35.
  • nothing can be added, such that the third, reactive liquid stream 26 leaves the bioprocess assembly 1 through the bioprocess outlet 11.
  • the respective conveying device (8, 9, 23, 36), in particular all conveying devices which are designed for the metered delivery of a liquid flow, is designed as a dosing pump, more preferably as a hose pump, rotary piston pump or diaphragm pump, or as a valve, in particular a continuous valve, control valve or the like.
  • the bioprocess arrangement 1 has, here and preferably downstream of the second bioprocess inlet 35, at least one second mixer 39, set up for fluid mixing.
  • the fifth, resulting liquid stream 38 is preferably passed through the at least second mixer 39 for fluid mixing and, after fluid mixing has taken place, is discharged from the bioprocess arrangement 1 through the bioprocess outlet 11.
  • This second mixer 39 can also be designed as an inline static mixer, in particular as a radial or laminar, static mixer or the like, as in Fig.2
  • a plurality of static mixers can be connected in series.
  • a dynamic mixer can also be provided as the second mixer 39.
  • the sensor arrangement 14 for generating the process data 15 has at least one sensor 40 for measuring a liquid parameter of the fifth, resulting liquid stream 38, in particular a pH and/or a conductivity.
  • the sensor 40 is here and preferably arranged downstream of the second mixer 39.
  • the electronic process control 7 preferably adjusts the conveying capacity of the fifth conveying device 36 in a neutralization routine 41 to set the target value for the liquid parameter in the fifth, resulting liquid stream 38. This is preferably done depending on a deviation between an actual value determined by the measurement for the liquid parameter of the third, reactive liquid stream 26 and a predefined target value for the liquid parameter in the fifth, resulting liquid stream 38.
  • the conductivity preferably enables the electronic process control 7 to derive a buffer concentration. If, according to this embodiment, the actual pH in the third, reactive liquid stream 26 deviates from the target value for the liquid parameter in the fifth, resulting liquid stream 38, it is preferably possible for the electronic process control 7 to adjust the actual value of the liquid parameter, preferably the actual pH or the actual conductivity, in the fifth, resulting liquid stream 38 by controlling and/or regulating the fifth conveying device 36, which is preferably set up for the metered dispensing of base, buffer and/or water.
  • the actual pH in the third, reactive liquid stream 26 can preferably be determined on the one hand and, on the other hand, the electronic process control 7 can calculate the necessary volume and/or volume flow to be supplied in order to achieve the target parameter in the fifth, resulting liquid stream 38, in particular the target pH, on the basis of the process data 15.
  • the actual conductivity in the third, reactive liquid stream 26 can preferably be determined on the one hand and, on the other hand, the electronic process control 7 can calculate the necessary volume and/or volume flow to be supplied in order to achieve the target value in the fifth, resulting liquid stream 38, in particular the target conductivity, on the basis of the process data 15.
  • the respective sensor 16, 29, 30, 31, 40 for generating the process data 15 measures at least one parameter from the group comprising pH value, conductivity, fill level, change in fill level per time, conveying capacity of at least one conveying device, flow rate of at least one liquid stream, protein concentration and/or other spectrophotometric properties of at least one liquid stream.
  • at least two of them can measure the same or different parameters.
  • the electronic process control 7 can generate a second model 42 from the process data 15.
  • the degree of adjustment of the conveying capacity of the fourth and/or fifth conveying device 23, 36 is preferably derived from the second model 42.
  • the second model 42 preferably represents the dependency between the liquid parameter of the third, reactive liquid flow 26 on the one hand and the conveying capacity of the fourth conveying device 23 on the other hand. Additionally or alternatively, the second model 42 preferably represents the dependency between the liquid parameter of the fifth, resulting liquid flow 38 on the one hand and the conveying capacity of the fifth conveying device 36 on the other hand.
  • at least the conveying arrangement 6 is preferably controlled by the electronic process control 7.
  • the electronic process control 7 is preferably controlled by the electronic process control 7.
  • the electronic process control 7 calculates which volume, volume flow or the like of the second liquid flow 25 must be added to the first liquid flow 24 containing a target factor in order to Target value of the liquid parameter in the third, reactive liquid stream 26, in particular the target pH or the target conductivity. Additionally or alternatively, here and preferably, as in Fig.2 shown, on the basis of the process data 15, the electronic process control 7 calculates which volume, volume flow or the like of the fourth liquid stream 37 must be added to the third, reactive liquid stream 26 in order to produce the target value of the liquid parameter in the fifth, resulting liquid stream 38, in particular the target pH or the target conductivity.
  • the second model 42 calculates the degree of adjustment of the delivery capacity of the fourth delivery device 23 preferably based on at least one characteristic curve between the conductivity measured in the first liquid stream 24 containing a target factor and a corresponding buffer concentration. Additionally or alternatively, the second model 42 calculates the degree of adjustment of the delivery capacity of the fifth delivery device 36 preferably based on at least one characteristic curve between the conductivity measured in the third, reactive liquid stream 26 and a corresponding buffer concentration.
  • the first model 21 and/or the second model 42 is a statistical model or an analytical model.
  • statistical model refers to a mathematical model in which some or all of the input data has some randomness, expressed, for example, by a probability distribution, so that for a given set of input data, the output is not reproducible but is described by a probability distribution. Output data is obtained by running the model many times with a new input value taken from the probability distribution on each run.
  • analytical model refers to a quantitative model used to answer a specific question. Its main goal is to provide a closed formula for certain characteristics.
  • analytical models are mathematical models that have a closed solution, i.e. the solution of the equations used to describe changes in a system can be expressed as a mathematical analytical function.
  • Continuous here means that the liquid flow 25, 35 leaving the bioprocess arrangement 1 is not interrupted, for example by incubation in a container or the like, and that it can vary in terms of flow rate.
  • At least the first and/or second mixer 27, 39, preferably all mixers, are set up for inline mixing of a liquid flow and are designed as a static mixer or as a centrifugal pump, in particular a centrifugal centrifugal pump. It is also preferred that the centrifugal pump is flowed through in the opposite direction to the intended operation for dynamic inline mixing.
  • the proposed method can be carried out in combination with an upstream, preferably discontinuous or continuous, chromatography method, in particular affinity chromatography and ion exchange chromatography methods. Additionally or alternatively, the proposed method is carried out in combination with an upstream, preferably discontinuous or continuous, filtration method, in particular tangential flow filtration method or the like. Additionally or alternatively, the proposed method is followed by a continuous chromatography or filtration method.
  • the proposed method can be used in combination with all purification, filtration, chromatography, separation, centrifugation, concentration and/or sedimentation processes or other processes that can be assigned to downstream processes during a bioprocess.
  • a bioprocess arrangement 1 for operating a continuous downstream process, in particular a continuous virus inactivation or inline dilution process, during a bioprocess.
  • the bioprocess arrangement 1 has an equalization tank 2, with a first fluid inlet 3, set up to introduce a concentrate flow, in particular a product or buffer concentrate flow, into the equalization tank 2, and with at least one second fluid inlet 4, set up to introduce a diluent flow, in particular a product or buffer diluent flow, into the equalization tank 2.
  • the bioprocess arrangement 1 has a fluid outlet 5, which is set up to discharge a liquid flow from the equalization tank 2.
  • the bioprocess arrangement 1 has a conveying arrangement 6 for conveying fluid, which is assigned to the first fluid inlet 3 and the second fluid inlet 4 for conveying at least one liquid flow into the equalization tank 2.
  • the conveying arrangement 6 is assigned to the fluid outlet 5 for conveying a liquid flow from the compensation tank.
  • the bioprocess arrangement 1 has an electronic process control 7.
  • the electronic process control 7 is Control and/or regulation of the conveying arrangement 6 adjusts a fill level in the equalizing tank 2. This adjustment is carried out in such a way that a predefined minimum fill level in the equalizing tank 2 is not undercut in order to thereby ensure a continuous flow of liquid from the bioprocess arrangement 1.
  • At least one component of the bioprocess arrangement 1, preferably all components, is designed as a single-use component.
  • an electronic process control 7 of the proposed bioprocess arrangement 1 is claimed.
  • the line arrangement 12 is assigned a valve arrangement 34 with at least one valve for the selective fluidic connection of the at least one line 13, preferably all lines, of the line arrangement 12.
  • the electronic process control 7 is set up by controlling and/or regulating at least the conveyor arrangement 6 to carry out a method according to the proposal.
  • the electronic process control 7 preferably has a data processing system for implementing a proposed method.
  • a computer program is claimed for the proposed electronic process control 7.
  • a computer-readable storage medium for storing the proposed computer program is claimed. All statements on the proposed method for operating a continuous downstream process, on the proposed bioprocess arrangement 1, Reference may be made in this respect to the proposed electronic process control 7, to the proposed use and to the proposed computer program.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, unter Verwendung einer Bioprozessanordnung (1), wobei die Bioprozessanordnung (1) einen Ausgleichsbehälter (2) aufweist, mit einem ersten Fluideinlass (3), eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit mindestens einem zweiten Fluideinlass (4), eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit einem Fluidauslass (5), eingerichtet zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), wobei die Bioprozessanordnung (1) eine Förderanordnung (6) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem ersten Fluideinlass (3) und dem zweiten Fluideinlass (4) zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter (2), und dem Fluidauslass (5) zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), zugeordnet ist, und wobei die Bioprozessanordnung (1) eine elektronische Prozesskontrolle (7) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung (6) einen Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) nicht unterschritten wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Bioprozessanordnung zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses gemäß Anspruch 25, eine elektronische Prozesskontrolle der vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung gemäß Anspruch 26, die Verwendung einer elektronischen Prozesskontrolle zur Umsetzung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 28, ein Computerprogramm für die vorschlagsgemäße elektronische Prozesskontrolle gemäß Anspruch 29 sowie ein computerlesbares Speichermedium zur Speicherung des Computerprogramms gemäß Anspruch 30.
  • Das in Rede stehende Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, findet Anwendung im Rahmen eines Bioprozesses zur Herstellung und/oder zur Qualitätskontrolle biopharmazeutischer Bioprodukte, insbesondere Proteine, Vektoren, Zellen und dergleichen, wodurch ein kontinuierlicher Strom aus einer vorgelagerten Einheit, insbesondere einer vorgelagerten Chromatographieeinheit für eine nachgeschaltete Einheit, insbesondere nachgeschaltete Chromatographie- oder Filtrationseinheit, bereitgestellt werden kann.
  • "Downstream-Prozess" bezeichnet in der Verfahrenstechnik alle Verfahren, die zur Abtrennung und Reinigung von Fermentationsprodukten aus einer Fermentationsbrühe eines biotechnologischen Prozesses angewandt werden. Dieser Begriff umfasst mechanische, thermische, elektrische und physiko-chemische Verfahren.
  • Der Begriff "Bioprozess" meint hier biotechnologische und biopharmazeutische Prozesse, die in die Herstellung therapeutischer Bioprodukte involviert sind, wie beispielsweise Impfstoffe, Biologics, Komponenten für Zell- oder Gentherapie, oder nicht-therapeutischer Bioprodukte wie Pigmente, Biotreibstoffe oder Nährstoffe. Solche Bioprodukte können entweder durch lebende Zellen produziert werden oder die Zelle selbst kann das Bioprodukt darstellen oder das Bioprodukt kann das Resultat einer zellfreien Produktion sein, welche auf Zellkomponenten basiert, die entweder natürlichen oder nicht-natürlichen Ursprungs sind.
  • In der biopharmazeutischen Industrie geht der Trend in Richtung Intensivierung von Prozessen, wodurch immer häufiger kontinuierliche Prozessschritte implementiert werden. Bei einer Batch-Produktion, wie sie routinemäßig und in standardisierter Form durchgeführt wird, durchläuft das Produkt satzweise einen Prozessschritt nach dem anderen und wird nach jedem dieser Schritte in Lagerbehältern gesammelt. Diese Vorgehensweise kann sowohl die Nutzung der Bioprozessanordnung als auch die Produktivität des Prozesses einschränken. Eine kontinuierliche Prozessführung bedeutet hingegen, dass das Produkt mehrere Herstellungsschritte ohne Unterbrechung durchläuft. Kontinuierliche Verfahren ermöglichen es somit, die einzelnen Arbeitsschritte in deutlich kleinerem Maßstab durchzuführen, sodass sich Verbrauchsmaterialien, wie Puffer, Lösungsmittel und dergleichen, einsparen und selbst größere Prozesse im Single-Use-Format durchführen lassen. Die geringere Anzahl und Größe an Lagerbehältern führt zudem zu einer kürzeren Verweildauer des Produkts im Bioprozess.
  • Die Vorteile einer kontinuierlichen Herstellung liegen insbesondere in einer bisher nicht erreichten Kontrolle der Produktqualität und einer besseren Agilität und Flexibilität im Umgang mit den Produktanforderungen. Ein weiterer Vorteil ist das aufgrund der kleineren Anlagenauslegung erheblich verringerte Scale-Up-Risiko. Die kontinuierliche Herstellung birgt folglich insgesamt ein großes Potenzial zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei Bioprozessen.
  • Im Rahmen der Prozessintensivierung werden zunehmend neue Verfahren wie Single-Use Zentrifugation, Tangential Flow Filtration (TFF) oder Rapid Cycling Chromatography (RCC) entwickelt, die alle darauf abzielen, einen kontinuierlichen Produktstrom zu erzielen und damit die im Downstream-Prozess angewendeten Prozessschritte möglichst raum- und kostensparend zu gestalten.
  • Im Anschluss an einen ersten Chromatographieschritt, insbesondere einen Protein-A-Affinitätschromatographieschritt, erfolgt regelmäßig ein erster Virusinaktivierungsschritt. Die Implementierung eines kontinuierlichen Virusinaktivierungsschritts stellt eine Herausforderung für die Prozessentwicklung im Rahmen der Prozessintensivierung dar.
  • Das bekannte Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses ( EP 2 867 359 B1 ), von dem die Erfindung ausgeht, dient zur semi-kontinuierlichen Inaktivierung von Viren während eines Proteinproduktionsprozesses, wobei die Notwendigkeit der Verwendung großer Lagertanks zur Vireninaktivierung entfällt. Dies liegt darin begründet, dass kleinere, gerührte Mischtanks für die Vireninaktivierung eingesetzt werden, wodurch bessere Bedingungen für das Produkt geschaffen sowie Bauraum eingespart werden kann. Des Weiteren kann die Inkubationszeit zur vollständigen Vireninaktivierung von mindestens einer Stunde zu höchstens einer Stunde verkürzt werden.
  • Somit handelt es sich jedoch ebenfalls nicht um ein kontinuierliches Verfahren, da dort ein Protein-A-Eluat unter Verwendung eines Mischtanks mit einem virusinaktivierenden Mittel inkubiert wird, wobei eine vollständige Virusinaktivierung immer noch bis zu einer Stunde dauern kann. Während dieser Zeit muss das das Zielprotein beinhaltende Protein-A-Eluat, vergleichbar zu herkömmlichen Batch-Prozessen, mit einem virusinaktivierenden Mittel für längere Zeit inkubiert und gerührt werden, bevor es zum nächsten Prozessschritt übergeht. Dies kann problematisch werden, da Bioprodukte aus Bioprozessen, die grundsätzlich empfindlich sind, wie zum Beispiel ein Antikörper, aufgrund einer zu langen Lagerzeit bzw. Prozesszeit zerstört werden können. Je länger der Zeitraum einer gerührten Inkubation des Bioprodukts, insbesondere des Zielproteins, mit virusinaktivierenden Mitteln desto größer ist die Wahrscheinlichkeit einer Zerstörung des Bioprodukts durch die auftretenden mechanischen Kräfte des Rührers sowie der zersetzenden Wirkung virusinaktivierender Mittel.
  • Ähnliche Herausforderungen ergeben sich bei der Implementierung eines kontinuierlichen Inline-Verdünnungsprozesses, bei denen zwei oder mehrere Flüssigkeiten miteinander vermischt werden. Aktuell wird das Mischen zum Beispiel von Puffern oder Medien, insbesondere für Downstream-Prozesse, häufig satzweise praktiziert. Dabei wird ein Behälter mit der zu mischenden Grundflüssigkeit befüllt und anschließend einzumischende Bestandteile hinzugegeben und mit einem Mischer so lange gemischt, bis der erwünschte Misch- oder Lösungsgrad erreicht ist, um dann die fertige Lösung weiter zu verarbeiten.
  • Vergleichbar zu der oben beschriebenen Problematik bei einer Vireninaktivierung, hat der Einsatz von solchen Zwischenbehältnissen jedoch auch hier den entscheidenden Nachteil, dass Prozessabläufe durch einen Mischprozess mittels Mischtank, bei dem die Mischung satzweise abläuft, unterbrochen werden. Dies geht mit größerem Zeit-, Platz- und Anlagenaufwand einher, was wiederum höhere Kosten verursacht sowie die Wirtschaftlichkeit von Bioprozessen mindert.
  • Aus diesem Grund sollen Mischprozesse bevorzugt nicht in Zwischenbehältnissen, sondern "inline", das heißt innerhalb einer Leitung der Leitungsanordnung, realisiert werden, sodass aktuell bevorzugt statische Mischelemente zum Inline-Mischen verwendet werden. Ein bekanntes Verfahren zum Betreiben eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierliche Inline-Verdünnungsprozesses ( WO 2015 117 884 A1 ), umfasst eine erste und mindestens eine zweite Chromatographiesäule, mehrere Puffergefäße und ein zusätzliches Inline-Verdünnungssystem, aufweisend einen Einlass und einen Bioprozessauslass. Das zusätzliche Inline-Verdünnungssystem erfordert jedoch zusätzliche Fertigungsfläche und führt zu erhöhten Materialkosten, einer höheren strukturellen Komplexität sowie höheren Wartungskosten.
  • Im Ergebnis sorgen die bekannten Verfahren für eine lediglich limitierte Effizienz bezüglich der langen, das Bioprodukt gefährdenden Prozesszeiten einerseits sowie bezüglich der Herstellungskosten sowie der Fertigungsflächennutzung andererseits. Ganz allgemein gestaltet sich die Durchführung des bekannten Verfahrens zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, relativ aufwendig.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dessen Durchführung vereinfacht wird.
  • Das obige Problem wird bei einem Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
  • Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass die elektronische Prozesskontrolle durch eine Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung einen Füllstand im Ausgleichsbehälter zur Vermeidung einer Unterschreitung eines Mindest-Füllstands anpasst, um dadurch einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom aus der Bioprozessanordnung zu gewährleisten.
  • Der Begriff "Ausgleichsbehälter" ist vorliegend breit zu verstehen und meint hier jedes Gefäß oder Behältnis, das zum Halten von Flüssigkeiten eingerichtet ist. Dieser kann aus biegeschlaffen oder starren Materialien, insbesondere aus Metall, Glas, Kunststoff oder dergleichen, ausgelegt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Ausgleichsbehälter zur mehrfachen Benutzung oder als single-use Behälter ausgestaltet sein.
  • Der besondere Aufbau des vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses hat den Vorteil, einen, insbesondere diskontinuierlichen, Flüssigkeitsstrom aus einem vorgeschalteten Prozessschritt, insbesondere einem vorgeschalteten Protein-A-Chromatographieschritt, der bezüglich des Volumens und der Produktkonzentration schwanken kann, bei dem also beispielsweise zeitweise gar kein Flüssigkeitsstrom fließt und bei dem üblicherweise die Produktkonzentration während der Chromatographiephasen schwanken kann, in einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom umzuwandeln und diesen Flüssigkeitsstrom im Anschluss an einen vorschlagsgemäßen kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere einen kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozess, in einen nachgeschalteten Prozessschritt kontinuierlich abzugeben.
  • Der Begriff "kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom" meint hier einen Flüssigkeitsstrom, der nicht unterbrochen wird, beispielsweise durch Inkubation in einem Behälter oder dergleichen, der jedoch hinsichtlich der Fließgeschwindigkeit variieren kann.
  • Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die elektronische Prozesskontrolle durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung einen Füllstand im Ausgleichsbehälter derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter nicht unterschritten wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 2 passt die elektronische Prozesskontrolle einen Füllstand im Ausgleichsbehälter derart an, dass ein vordefinierter Ziel-Füllstand erreicht wird oder der Füllstand in einem Ziel-Füllstandsbereich gehalten wird. Dies ermöglicht es dem Nutzer, nicht nur ein Leerlaufen des Ausgleichsbehälters zu vermeiden, sondern zusätzlich einen vordefinierten Ziel-Füllstand einzustellen. Dieser liegt vorzugsweise oberhalb des Mindest-Füllstands und wird insbesondere wieder eingestellt, nachdem der Füllstand unter den Ziel-Füllstand abgesunken ist oder diesen überschritten hat.
  • Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß Anspruch 3 oder 4 betreffen Details der der Förderanordnung zugeordneten, mindestens einen Fördervorrichtung und ermöglichen auf einfache Weise eine flexible Fluid-Kontrollierbarkeit.
  • Der Begriff "Förderanordnung" ist vorliegend breit zu verstehen und meint hier jede Art von Anordnung, die zur Förderung und/oder Anpassung, insbesondere Unterbrechung, der Förderung von Flüssigkeiten eingerichtet ist, insbesondere Pumpenanordnungen mit mindestens einer Pumpe und/oder Ventilanordnungen mit mindestens einem Ventil. Eine solche Pumpe und ein solches Ventil bilden dann jeweils eine "Fördervorrichtung" der Förderanordnung. Vorzugsweise sind solche Fördervorrichtungen gemeint, die als Dosierpumpen, insbesondere als Schlauchpumpen, Drehkolbenpumpen oder Membranpumpen, ausgestaltet sind. Insbesondere sind solche Ventile gemeint, welche zur Herstellung einer selektiven und quantitativen fluidtechnischen Verbindung eingerichtet sind, vorzugsweise Stetigventil, Regelventil oder dergleichen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 5 leitet die elektronische Prozesskontrolle in einer Überwachungsroutine einen Ist-Wert für einen Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter von den Prozessdaten ab. In Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem vordefinierten Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter entsprechenden vordefinierten Mindest-Wert für den Füllstandsparameter passt die elektronische Prozesskontrolle die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung zum Verhindern eines Unterschreitens des Mindest-Füllstands an. Diese Ausgestaltung ermöglicht es der elektronischen Prozesskontrolle auf jegliche Abweichung vom Mindest-Füllstand zu reagieren und dessen Unterschreiten durch Anpassung der entsprechenden Pumpen zu verhindern. Alternativ erfolgt die Anpassung in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem dem vordefinierten Ziel-Füllstand im Ausgleichsbehälter entsprechenden vordefinierten Ziel-Wert für den Füllstandsparameter die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung zur Erreichung des Ziel-Füllstands oder in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem vordefinierten Grenzwert des vordefinierten Ziel-Füllstandsbereichs im Ausgleichsbehälter die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung zum Halten des Füllstands im Ziel-Füllstandsbereich.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 erzeugt die elektronische Prozesskontrolle aus den Prozessdaten ein erstes Modell. Der Grad der Anpassung der Förderleistung wird von diesem ersten Modell abgeleitet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Verfahren durch eine Anpassung der Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung nicht nur regelbar ist, sondern diese Regelung durch das zugrundeliegende erste Modell automatisiert vorgenommen werden kann.
  • Das erste Modell repräsentiert basierend auf den enthaltenen Prozessdaten die Abhängigkeit zwischen dem Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter einerseits und der Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung andererseits.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 weist die Bioprozessanordnung einen ersten Bioprozesseinlass und eine diesem zugeordnete, vierte Fördervorrichtung auf, welche zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung eingerichtet ist. Über den zusätzlichen Bioprozesseinlass kann ein weiterer Flüssigkeitsstrom zugeführt werden. Diese Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit der Erzeugung eines reaktiven Flüssigkeitsstroms zur Anpassung eines weiteren Parameters auf besonders einfache Art und Weise ohne die Leistungsfähigkeit im Übrigen zu beeinträchtigen.
  • Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 wird im Ausgleichsbehälter der Konzentratstrom mit dem Verdünnerstrom zu einem ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom zusammengeführt und anschließend in einem genau vordefinierten Volumenverhältnis mit einem zweiten Flüssigkeitsstrom zu einem dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom zusammengeführt. Durch diese einfache Prozessführung können vordefinierte, insbesondere vireninaktivierende oder pufferverdünnende, Bedingungen auf besonders einfache Weise hergestellt werden.
  • Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 weist die Bioprozessordnung mindestens einen Mischer zur Durchmischung des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms auf. Dieser ermöglicht die Homogenisierung eines Zielparameters, insbesondere des pH oder der Leitfähigkeit, auf besonders einfache Art.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 zeigt, dass die Bioprozessanordnung stromabwärts des Mischers eine Verweilzeitanordnung zum Vorsehen einer Mindestverweildauer eines Flüssigkeitsstroms aufweist. Diese Verweilzeitanordnung stellt die benötigte Inkubationszeit eines Flüssigkeitsstroms, insbesondere mit vireninaktivierenden Mitteln, auf besonders einfache Weise sicher.
  • Nach den weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß Anspruch 11 und 12, erzeugt die Sensoranordnung Prozessdaten, in welche Flüssigkeitsparameter des ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom sowie Flüssigkeitsparameter des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms einfließen. Basierend auf einem durch die Messung ermittelten Ist-Wert für den Flüssigkeitsparameter führt die elektronische Prozesskontrolle eine Vireninaktivierungsroutine aus, um einen Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter, insbesondere einen Ziel-pH oder eine Ziel-Leitfähigkeit, in einem Flüssigkeitsstrom anzupassen. Dies erlaubt die stetige Anpassung eines andernfalls abweichenden Wertes, insbesondere durch eine Anpassung der Säurekonzentration oder durch eine Anpassung der Pufferkonzentration, um diesen möglichst konstant zu halten und ermöglicht dadurch eine kontinuierliche Vireninaktivierung bzw. eine kontinuierliche Inline-Verdünnung auf besonders effiziente Weise.
  • Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 betrifft eine Entsorgungsleitung, die zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus der Bioprozessanordnung eingerichtet ist. Diese Variante bietet den Vorteil, dass Flüssigkeitsströme oder Teile davon, die nicht weiter durch die Bioprozessanordnung geleitet werden sollen, umgeleitet und insbesondere zur weiteren Verwendung aus der Bioprozessanordnung ausgeleitet oder entsorgt werden können. Dadurch wird ein sog. Priming des Systems, d.h. das Fluten der Leitungsanordnung mit Puffer, ein Entsorgen von nicht weiter benötigten (Teil-)Flüssigkeitsströmen und/oder dergleichen ermöglicht und ganz allgemein die Flexibilität des vorschlagsgemäßen Verfahrens erhöht. Zu diesen Zwecken ist gemäß Anspruch 14 zur selektiven fluidtechnischen Verbindung der jeweiligen Leitung mit der Leitungsanordnung im Übrigen eine Ventilanordnung mit mindestens einem Ventil vorgesehen.
  • Die weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 betrifft die Ausgestaltung der Bioprozessanordnung mit einem zweiten Bioprozesseinlass, dem eine fünfte Fördervorrichtung zugeordnet ist, wodurch ein vierter, neutralisierender Flüssigkeitsstrom eingeleitet und zur Erzeugung eines fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom mit dem dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom zusammengeführt wird. Dies bietet den Vorteil einer besonders einfachen Neutralisierung der insbesondere vireninaktivierenden Bedingungen.
  • Besonders bevorzugte Ausgestaltungen von Fördervorrichtungen zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms sind in Anspruch 16 angegeben.
  • Die weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 17 weist die Bioprozessanordnung mindestens einen zweiten Mischer auf, der zur Durchmischung des fünften, resultierenden Flüssigkeitsstroms eingerichtet ist. Dieser Mischer ermöglicht die Homogenisierung der neutralisierenden Bedingungen, insbesondere des pH, auf besonders einfache Art und erlaubt einen kontinuierlichen Betrieb des Prozesses.
  • Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 18 und 19 betreffen die bevorzugten Messpositionen sowie Messparameter der Sensoren der Sensoranordnung, sodass Prozessdaten auf besonders einfache und effiziente Weise erzeugt werden können. Darüber hinaus führt die elektronische Prozesskontrolle eine Neutralisationsroutine aus, um einen Ziel-Wert für einen Flüssigkeitsparameter, insbesondere den pH oder die Leitfähigkeit, in einem Flüssigkeitsstrom anzupassen. Dies erlaubt die stetige Anpassung eines andernfalls abweichenden Wertes, insbesondere durch eine Anpassung der Basenkonzentration oder durch eine Anpassung der Pufferkonzentration, um diesen möglichst konstant zu halten und ermöglicht dadurch eine kontinuierliche Vireninaktivierung bzw. eine kontinuierliche Inline-Verdünnung auf besonders effiziente Weise.
  • Nach einer weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 20 erzeugt die elektronische Prozesskontrolle aus den Prozessdaten ein zweites Modell und der Grad der Anpassung der Förderleistung der vierten/und oder fünften Fördervorrichtung wird von diesem zweiten Modell abgeleitet. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass das Verfahren nicht nur regelbar ist, sondern diese Regelung zur besonders einfachen Umsetzung eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses durch das zugrundeliegende zweite Modell automatisiert vorgenommen werden kann.
  • Gemäß der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 21 ist das erste Modell und/oder das zweite Modell ein statistisches oder analytisches Modell. Dies sorgt für eine besondere Flexibilität in der Anwendbarkeit sowie Effizienz des vorschlagsgemäßen Verfahrens.
  • Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 22 betrifft das kontinuierliche Verlassen eines Flüssigkeitsstroms aus der Bioprozessanordnung und untermauert die Verbindbarkeit des vorschlagsgemäßen Prozesses mit einem nachgeschalteten, vorzugsweise kontinuierlichen, Prozess auf besonders einfache Weise.
  • Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 23 betrifft die Ausgestaltung des ersten und/oder zweiten Mischers. Bevorzugt wird eine Kreiselpumpe zur dynamischen Inline-Mischung verwendet, die, im Vergleich zum bestimmungsgemäßen Betrieb, in entgegengesetzter Fließrichtung durchströmt wird. Diese Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit, dass das entgegen der bestimmungsgemäßen Richtung rotierende Laufrad der Kreiselpumpe als Mischer tätig wird, was es ermöglicht, eine variable Mischleistung durch Drehzahlregelung einzustellen ohne eine Druckerhöhung im System zu verursachen.
  • Nach einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 24 wird das vorschlagsgemäße Verfahren in Kombination mit Chromatographieverfahren und/oder mit Filtrationsverfahren durchgeführt. Dies bietet die Möglichkeit der einfachen Einbindung des vorschlagsgemäßen Verfahrens in einen bereits bestehenden Prozess.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 25, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Bioprozessanordnung zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, während eines Bioprozesses beansprucht, wobei die Bioprozessanordnung einen Ausgleichsbehälter aufweist, mit einem ersten Fluideinlass, eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter, mit mindestens einem zweiten Fluideinlass, eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter, mit einem Fluidauslass, eingerichtet zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter, wobei die Bioprozessanordnung eine Förderanordnung zur Fluid-Förderung aufweist, die dem ersten Fluideinlass und dem zweiten Fluideinlass zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter, und dem Fluidauslass zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter, zugeordnet ist, und wobei die Bioprozessanordnung eine elektronische Prozesskontrolle aufweist. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses darf insoweit verwiesen werden.
  • Im Einzelnen wird dabei vorgeschlagen, dass beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Bioprozessanordnung die elektronische Prozesskontrolle durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung einen Füllstand im Ausgleichsbehälter derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter nicht unterschritten wird.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 26, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine elektronische Prozesskontrolle der vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses und zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung darf insoweit verwiesen werden.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 27 weist die elektronische Prozesskontrolle ein Datenprozessierungssystem zur Realisierung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens auf.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 28, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Verwendung einer elektronischen Prozesskontrolle zur Umsetzung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung und zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle darf insoweit verwiesen werden.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 29, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Computerprogramm für die vorschlagsgemäße elektronische Prozesskontrolle beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung, zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle und zur vorschlagsgemäßen Verwendung darf insoweit verwiesen werden.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 30, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein computerlesbares Speichermedium zur Speicherung des vorschlagsgemäßen Computerprogramms beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung, zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle, zur vorschlagsgemäßen Verwendung und zum vorschlagsgemäßen Computerprogramm darf insoweit verwiesen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses,
    • Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines vorschlagsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungsprozesses,
    • Fig. 3 ein Flussdiagramm, dass das bevorzugte Arbeitsprinzip des vorschlagsgemäßen Verfahrens gemäß Fig. 1 darstellt.
  • In Fig. 1 ist ein vorschlagsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, dargestellt. Dieses findet Einsatz im Downstream-Prozess eines Bioprozesses unter Verwendung einer Bioprozessanordnung 1, insbesondere bei der Produktion, Aufreinigung und/oder Qualitätskontrolle biopharmazeutischer Produkte, wie beispielsweise während der Produktion eines Proteins. Solche Proteine können Wachstumsfaktoren, Hormone, Enzyme und insbesondere Antikörper, Antikörperderivate oder dergleichen sein. Das vorschlagsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, sicherzustellen, dass ein biopharmazeutisches Produkt keine aktiven Viruspartikel jeglichen Typs oberhalb eines durch beispielsweise den Hersteller und/oder Zulassungsbehörden, etc. festgelegten, bestimmten Schwellenwerts, insbesondere überhaupt keine aktiven Viruspartikel, enthält. Alternativ kann das vorschlagsgemäße Verfahren zur kontinuierlichen Inline-Verdünnung, insbesondere von Puffern, verwendet werden.
  • Das Zielprotein kann dabei entweder direkt oder indirekt aus einem Bioreaktor stammen, insbesondere nachdem prozessierende Schritte, insbesondere Schritte des Downstream-Prozesses, wie Filtration, Präzipitation, und/oder chromatographische Auftrennungsschritte oder dergleichen, durchgeführt wurden. Solche chromatographischen Schritte können beispielsweise affinitätschromatographische Schritte sein, insbesondere affinitätschromatographische Schritte unter Verwendung von Protein A.
  • Die Bioprozessanordnung 1 weist dabei einen Ausgleichsbehälter 2 auf, mit einem ersten Fluideinlass 3, eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter 2, und mit mindestens einem zweiten Fluideinlass 4, eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter 2. Der Ausgleichsbehälter 2 ist hier und vorzugsweise ein gerührter Ausgleichsbehälter 2, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt und ist daher zur Homogenisierung eingerichtet.
  • Der Begriff "Produkt-Konzentratstrom" meint hier einen Flüssigkeitsstrom, der im Wesentlichen Produkt aus einem vorgelagerten Prozessschritt enthält, insbesondere Eluat aus einem vorgelagerten Chromatographieschritt.
  • Der Begriff "Puffer-Konzentratstrom" meint hier einen Flüssigkeitsstrom, der im Wesentlichen Puffer enthält, insbesondere einen konzentrierten Puffer, welcher zur weiteren Verwendung im Bioprozess inline verdünnt wird.
  • Der Begriff "Produkt-Verdünnerstrom" meint hier einen Flüssigkeitsstrom, der im Wesentlichen Lösungsmittel enthält, welches zur Verdünnung eines Produkts aus einem vorgelagerten Prozessschritt eingerichtet ist, insbesondere Puffer, der für das jeweilige Produkt geeignet ist.
  • Der Begriff "Puffer-Verdünnerstrom" meint hier einen Flüssigkeitsstrom, der im Wesentlichen Lösungsmittel enthält, welches zur Verdünnung eines Puffers eingerichtet ist, insbesondere Wasser.
  • Die Bioprozessanordnung 1 weist einen Fluidauslass 5, eingerichtet zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter 2, auf. Des Weiteren weist die Bioprozessanordnung 1 eine Förderanordnung 6 zur Fluid-Förderung auf, die dem ersten Fluideinlass 3 und dem zweiten Fluideinlass 4 zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter 2, und dem Fluidauslass 5 zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter 2, zugeordnet ist. Darüber hinaus weist die Bioprozessanordnung 1 eine elektronische Prozesskontrolle 7 auf.
  • Der Begriff "Fluid-Förderung" ist vorliegend breit zu verstehen und meint jede Art von Förderung und/oder Anpassung, insbesondere Unterbrechung, der Förderung von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten.
  • Wesentlich beim vorschlagsgemäßen Verfahren ist nun, dass die elektronische Prozesskontrolle 7 durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung 6 einen Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 nicht unterschritten wird. Dies gewährleistet einen aus der Bioprozessanordnung 1 ausleitbaren kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom (Fig. 1).
  • Der Begriff "Mindest-Füllstand" ist vorliegend breit zu verstehen und meint vorzugsweise jede Art von Füllstand im Ausgleichsbehälter, der, vorzugsweise durch einen Benutzer, als minimaler Füllstand definiert wurde. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Mindest-Füllstand vorzugsweise weniger als 50 %, weiter vorzugsweise weniger als 25 %, weiter vorzugsweise weniger als 10 %, weiter vorzugsweise weniger als 5 % des Gesamtvolumens des Ausgleichsbehälters 2.
  • Vorzugsweise passt die elektronische Prozesskontrolle 7 durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung 6 einen Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 derart an, dass ein vordefinierter Ziel-Füllstand erreicht wird oder, dass der Füllstand in einem Ziel-Füllstandsbereich gehalten wird.
  • Der Begriff "Ziel-Füllstand" meint hier jeden Füllstand, der, vorzugsweise durch den Benutzer, als zu erreichender Füllstand definiert wird. Ein "Ziel-Füllstandsbereich" ist ein Bereich zwischen einer Obergrenze und einer Untergrenze für den Füllstand, innerhalb der der Füllstand gehalten wird.
  • Vorzugsweise weist die Förderanordnung 6 eine erste Fördervorrichtung 8 zur Fluid-Förderung auf, die dem ersten Fluideinlass 3 zugeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ weist die Förderanordnung 6 vorzugsweise eine zweite Fördervorrichtung 9 zur Fluid-Förderung auf, die dem zweiten Fluideinlass 4 zugeordnet ist. Weiter zusätzlich oder alternativ weist die Förderanordnung 6 vorzugsweise eine dritte Fördervorrichtung 10 zur Fluid-Förderung auf, die dem Fluidauslass 5 zugeordnet ist.
  • Die Bioprozessanordnung 1 weist vorzugsweise einen Bioprozessauslass 11 auf, der zum Ausleiten einer Flüssigkeit aus der Bioprozessanordnung 1 eingerichtet ist. Ferner weist die Bioprozessanordnung 1 eine Leitungsanordnung 12 mit mindestens einer Leitung 13 zur fluidtechnischen Verbindung des Fluidauslasses 5 des Ausgleichsbehälters 2 mit dem Bioprozessauslass 11 auf. Dieses Ausleiten aus dem Bioprozessauslass 11 erfolgt vorzugsweise, wenn ein Flüssigkeitsstrom das vorschlagsgemäße Verfahren durchlaufen hat und zur weiteren Verarbeitung in einen nachgeschalteten Prozessschritt, vorzugsweise in einen nachgeschalteten Chromatographieschritt oder dergleichen, geleitet wird.
  • Die dritte Fördervorrichtung 10 ist hier und vorzugsweise, wie in Fig. 1 und Fig. 2 zu sehen, zur Fluid-Förderung durch die mindestens eine Leitung 13 der Leitungsanordnung 12 eingerichtet.
  • Des Weiteren weist die Bioprozessanordnung 1 eine Sensoranordnung 14 zur Erzeugung von Prozessdaten 15, mit mindestens einem dem Ausgleichsbehälter 2 zugeordneten Sensor 16, auf.
  • Der mindestens eine Sensor 16 im Ausgleichsbehälter 2 ist vorzugsweise als Füllstandssensor ausgestaltet, der, weiter vorzugsweise, zur Messung eines Füllstands und/oder zur Messung einer Änderung eines Füllstands pro Zeiteinheit eingerichtet ist. Weiter vorzugsweise ist der Füllstandssensor zur Messung eines Füllstandsparameters eingerichtet.
  • Der Begriff "Füllstandsparameter" ist hier in einem weiten Sinne zu verstehen. Der Füllstandsparameter ist vorzugsweise ganz allgemein ein Maß für die Füllung des Ausgleichsbehälters 2 mit Flüssigkeit und kann durch eine prozentuale Füllung des Ausgleichsbehälters 2, eine bestimmte Masse, ein bestimmtes Volumen, eine bestimmte Konzentration oder ähnliches wiedergegeben werden. Darüber hinaus kann der Füllstandsparameter durch einen bestimmten Füllstand zu einem bestimmten Zeitpunkt oder als Änderung des Füllstands im Laufe der Zeit dargestellt werden, wodurch auch die Flussrate wiedergegeben werden kann.
  • Der Begriff "Flüssigkeit" ist ebenfalls in einem weiten Sinne zu verstehen. Er umfasst nicht nur eine reine Flüssigkeit als solche, sondern auch Emulsionen und Suspensionen, z. B. ein heterogenes Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen Flüssigkeiten oder ein heterogenes Gemisch bestehend aus festen Teilen und Flüssigkeit.
  • Zusätzlich oder alternativ kann der mindestens eine Sensor 16 im Ausgleichsbehälter 2 als Kraftsensor, vorzugsweise als Wägezelle, ausgestaltet sein, der, weiter vorzugsweise, zur Messung einer Kraft, insbesondere einer Masse und/oder zur Messung einer Änderung einer Masse pro Zeiteinheit, eingerichtet ist. Vorzugsweise ist diese Kraft, insbesondere die Masse und/oder die Änderung einer Masse pro Zeiteinheit, in einen Füllstand und/oder in die Änderung eines Füllstands pro Zeiteinheit umrechenbar.
  • Vorzugsweise leitet die elektronische Prozesskontrolle 7 in einer Überwachungsroutine 17, vorzugsweise in einer Informationsabfrage 18, zumindest einen Ist-Wert für einen Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter 2 von den Prozessdaten 15 ab. In Abhängigkeit einer, vorzugsweise in einem Entscheidungspunkt 19 festgestellten, Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem dem vordefinierten Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 entsprechenden vordefinierten Mindest-Wert für den Füllstandsparameter, passt die elektronische Prozesskontrolle 7, vorzugsweise in einem Anpassungsschritt 20, die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung 8, 9, 10 zum Verhindern eines Unterschreitens des Mindest-Füllstands an, wie in Fig. 3 dargestellt.
  • Alternativ passt die elektronische Prozesskontrolle 7 in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem dem vordefinierten Ziel-Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 entsprechenden vordefinierten Ziel-Wert für den Füllstandsparameter die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung 8, 9, 10 zur Erreichung des Ziel-Füllstands an.
  • Alternativ passt die elektronische Prozesskontrolle 7 in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem vordefinierten Grenzwert des vordefinierten Ziel-Füllstandsbereichs im Ausgleichsbehälter 2 die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung 8, 9, 10 zum Halten des Füllstands im Ziel-Füllstandsbereich an.
  • Der Begriff "Abweichung" ist vorliegend breit zu verstehen und umfasst nicht nur jegliche Subtraktion zwischen einem Messwert und einem Zielwert, sondern auch jede andere Art von mathematischer Abweichung einschließlich einer Varianz, einer Differenz und/oder einem Integral einer Differenz oder dergleichen.
  • Vorzugsweise wird in dem Anpassungsschritt 20 die Förderleistung zumindest der ersten und/oder zweiten Fördervorrichtung 8, 9 angepasst, vorzugsweise erhöht. Zusätzlich oder alternativ wird die Förderleistung vorzugsweise zumindest der dritten Fördervorrichtung 10 angepasst, weiter vorzugsweise verringert.
  • Wenn nun, wie in Fig. 1 dargestellt, die elektronische Prozesskontrolle 7 in der Überwachungsroutine 17 einen Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter 2 von den Prozessdaten 15 ableitet und eine Abweichung zu einem vordefinierten Ziel-Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 feststellt, passt vorzugsweise die elektronische Prozesskontrolle 7 die Förderleistung zumindest der ersten und/oder zweiten Fördervorrichtung 8, 9 an, weiter vorzugsweise wird diese erhöht. Dies hat zur Folge, dass vermehrt Flüssigkeit in den Ausgleichsbehälter 2 abgegeben wird, sodass ein aus dem Ausgleichsbehälter 2 ausströmender kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom aufrechterhalten werden kann. Vorzugsweise handelt es sich bei dem in den Ausgleichsbehälter 2 zugeführten Flüssigkeitsstrom, zur Erreichung eines vordefinierten Ziel-Füllstands, um den Konzentratstrom und/oder den Verdünnerstrom. Aus diesem Grund ist es vorzugsweise so, dass ein Zuführen eines Flüssigkeitsstroms zur Aufrechterhaltung eines aus dem Ausgleichsbehälter 2 ausströmenden, kontinuierlichen Flüssigkeitsstroms nicht über ein Maß hinausgeht, welches eine Unterschreitung einer Zielfaktorkonzentration im Ausgleichsbehälter 2 zur Folge hätte, es sei denn, dass andernfalls der aus dem Ausgleichsbehälter 2 ausströmende, kontinuierliche Flüssigkeitsstrom dadurch zum Erliegen käme.
  • Der Begriff "Zielfaktor" meint hier ein Produkt, vorzugsweise ein Eluat, oder einen Puffer. Analog meint der Begriff "Zielfaktorkonzentration" hier eine Produktkonzentration, vorzugsweise Eluatkonzentration, oder eine Pufferkonzentration. Es sei darauf hingewiesen, dass, wie oben bereits angedeutet, das Zuführen eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter 2 nicht über ein Maß hinausgeht, dass eine, vorzugsweise vordefinierte, Produktkonzentration, vorzugsweise Eluatkonzentration, oder eine, vorzugsweise vordefinierte, Pufferkonzentration unterschritten wird. Diese kann vorzugsweise vom Benutzer des vorschlagsgemäßen Verfahrens vor und/oder während des Verfahrens zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses eingestellt werden.
  • Zusätzlich oder alternativ wird die Förderleistung vorzugsweise zumindest der dritten Fördervorrichtung 10 angepasst, weiter vorzugsweise verringert. Dies hat wiederum zur Folge, dass die Fließgeschwindigkeit des aus dem Ausgleichsbehälter 2 ausströmenden Flüssigkeitsstroms zwar verringert wird, jedoch dadurch ein aus dem Ausgleichsbehälter 2 ausströmender kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom aufrechterhalten werden kann. Besonders bevorzugt ist, dass zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Stroms zunächst die Förderleistung zumindest der ersten und/oder zweiten Fördervorrichtung 8, 9 angepasst, weiter vorzugsweise erhöht wird.
  • Eine Anpassung der Förderleistung zumindest der dritten Fördervorrichtung 10, erfolgt vorzugsweise dann, wenn die Anpassung der Förderleistung zumindest der ersten und/oder zweiten Fördervorrichtung 8, 9 zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstroms nicht ausreichend ist. Vorzugsweise wird die Förderleistung der dritten Fördervorrichtung 10 im Wesentlichen konstant gehalten. Andernfalls hätte eine sich ändernde Fließgeschwindigkeit zur Folge, dass die später noch ausführlicher beschriebene Verweilzeit eines Flüssigkeitsstroms in der Bioprozessanordnung 1, eine vordefinierte Mindestverweilzeit unterschreiten könnte.
  • Hier und vorzugsweise ist es so, wie die Figuren 1, 2 und 3 zeigen, dass die elektronische Prozesskontrolle 7 aus den Prozessdaten 15 ein erstes Modell 21 erzeugt. Mit einem Modell ist hier immer ein mathematisches Modell gemeint. Der Grad der Anpassung der Förderleistung der Förderanordnung 6 wird vorzugsweise von dem ersten Modell 21 abgeleitet. Das erste Modell 21 repräsentiert, weiter vorzugsweise, die Abhängigkeit zwischen dem Füllstandsparameter, vorzugsweise der Änderung des Ziel-Füllstands pro Zeit, im Ausgleichsbehälter 2 einerseits und der Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung 8, 9, 10 andererseits. Vorzugsweise ist das erste Modell 21 eingerichtet, in Abhängigkeit der Änderung des pro Zeit, zukünftige Ziel-Füllstände, vorzugsweise zu einem vordefinierten Zeitpunkt, im Ausgleichsbehälter 2 vorherzusagen.
  • Hier und vorzugsweise ist es so, wie Figur 2 zeigt, dass die Bioprozessanordnung 1 stromabwärts des Ausgleichsbehälters 2 einen ersten Bioprozesseinlass 22 aufweist, der zum Einleiten eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung 12 der Bioprozessanordnung 1 eingerichtet ist. Dieser befindet sich vorzugsweise stromabwärts der dritten Fördervorrichtung 10. Die Förderanordnung 6 weist vorzugsweise eine vierte Fördervorrichtung 23 auf, die dem ersten Bioprozesseinlass 22 zugeordnet und zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung 12 eingerichtet ist.
  • Der Konzentratstrom wird hier und vorzugsweise im Ausgleichsbehälter 2 mit dem Verdünnerstrom zu einem ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 zusammengeführt. Dieser erste, einen Zielfaktor beinhaltende Flüssigkeitsstrom 24 beinhaltet vorzugsweise als Zielfaktor entweder das biopharmazeutische Zielprodukt, wie beispielsweise einen Antikörper oder einen Vektor, sowie prozessbedingt Viren. Alternativ beinhaltet dieser erste Flüssigkeitsstrom 24 als Zielfaktor vorzugsweise einen Zielpuffer, wie beispielsweise einen Equilibrierungs-, Wasch- oder Elutionspuffer oder dergleichen. Der Begriff "Zielfaktor" meint insoweit also eine bestimmte Eigenschaft der Flüssigkeit des Flüssigkeitsstroms 24, wie oben bereits erwähnt.
  • Der erste, einen Zielfaktor beinhaltende Flüssigkeitsstrom 24 wird vorzugsweise durch den Fluidauslass 5 aus dem Ausgleichsbehälter 2 in die mindestens eine fluidtechnisch verbundene Leitung 13 der Leitungsanordnung 12 eingeleitet. Dieser wird anschließend in einem vordefinierten Volumenverhältnis mit einem zweiten, durch den ersten Bioprozesseinlass 22 eingeleiteten und durch die vierte Fördervorrichtung 23 geförderten, Flüssigkeitsstrom 25 vorzugsweise zu einem dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 zusammengeführt, um einen vordefinierten Ziel-Wert für einen Flüssigkeitsparameter, insbesondere für einen pH und/oder eine Leitfähigkeit, im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 einzustellen.
  • Der zweite Flüssigkeitsstrom 25 weist als zur Erfüllung der bestimmungsgemäßen Funktion notwendige Eigenschaft entweder vireninaktivierende Bedingungen auf, insbesondere einen pH kleiner 3. Die vireninaktivierenden Bedingungen, insbesondere der pH, des zweiten Flüssigkeitsstroms 25 sind so gewählt, dass nach dem Zusammenführen mit dem ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 der daraus entstehende dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 auch vireninaktivierende Bedingungen aufweist, insbesondere einen pH 3 bis 3,8 und/oder eine Detergenzienkonzentration zwischen 0,05 % und 10 % (v/v). Solche Bedingungen führen zu einer effektiven Vireninaktivierung ohne das jeweilige Produkt des Bioprozesses, insbesondere Proteine, zu schädigen. Der pH wird durch Zugabe einer Säure wie beispielsweise Milchsäure, Ascorbinsäure, Essigsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Citronensäure, Glycin, Bernsteinsäure und/oder Schwefelsäure oder dergleichen erreicht. Vorzugsweise kann das vireninaktivierende Reagenz eine Säure mit einer titrierbaren Gruppe mit einem pKs zwischen 2,0 und 4,3 beinhalten. Die vireninaktivierenden Bedingungen können dabei so gewählt werden, dass die Konzentration der Säure bis zu 100 mM betragen kann und dennoch ausreichend Puffereigenschaften aufweist, um einerseits eine effektive Vireninaktivierung zu ermöglichen und andererseits das Proteinprodukt nicht zu schädigen, durch z.B. Säuredenaturierung. Zusätzlich oder alternativ können die vireninaktivierenden Bedingungen durch ein nicht-ionisches Detergens, welches eine chromophore Gruppe aufweist, erzeugt werden. Solche können beispielsweise Triton-X 100 und andere Polyethylenoxide sein.
  • Die vireninaktivierenden Bedingungen können mit dem vorschlagsgemäßen Verfahren so gewählt werden, dass eine Vireninaktivierung um einen Faktor von mindestens 1 × 101, vorzugsweise mindestens 1 × 103, weiter vorzugsweise mindestens 1 × 106, realisiert werden kann, insbesondere unabhängig davon, ob es sich um genau einen spezifischen Virustyp, mehrere Virustypen und/oder eine Mehrzahl von verschiedenen Virustypen handelt. Die vireninaktivierenden Bedingungen können so gewählt werden, dass weniger als 1 ppm, vorzugsweise weniger als 1 ppb, des Volumens des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 eine Verweilzeit aufweist, die kürzer ist als jene, die zu einer effektiven Vireninaktivierung um einen Faktor von mindestens 1 × 101, insbesondere von mindestens 1 × 106, notwendig wäre.
  • Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der zweite Flüssigkeitsstrom 25 vorzugsweise zur Vireninaktivierung mit dem ersten, ein Zielprotein beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 in einem genau vordefinierten Volumenverhältnis dieser beiden Flüssigkeitsströme 24, 25 zueinander vermischt, damit sichergestellt werden kann, dass die Bedingungen im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 zur Erfüllung der bestimmungsgemäßen Funktion tatsächlich gegeben und homogen verteilt sind. Ein solches Volumenverhältnis kann beispielsweise 19:1 sein, bei neunzehn Anteilen erstem, ein Zielprotein beinhaltendem Flüssigkeitsstrom 24 und einem Anteil zweitem, vireninaktivierendem Flüssigkeitsstrom 25.
  • Alternativ weist der zweite Flüssigkeitsstrom 25 als zur Erfüllung der bestimmungsgemäßen Funktion notwendige Eigenschaft pufferverdünnende Bedingungen auf, vorzugsweise, dass der zweite Flüssigkeitsstrom 25 aus Verdünnungspuffer und/oder Wasser oder dergleichen besteht. In dieser Alternative sind die pufferverdünnenden Bedingungen des zweiten Flüssigkeitsstroms 25 so gewählt, dass nach dem Zusammenführen mit dem ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 der daraus entstehende dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 auch pufferverdünnende Bedingungen aufweist, insbesondere eine Zielpufferkonzentration. Die Verdünnung zur Herstellung einer Zielpufferkonzentration wird durch Zugabe eines Verdünnungspuffers und/oder Wasser oder dergleichen erreicht.
  • Hier und vorzugsweise weist die Bioprozessanordnung 1, vorzugsweise stromabwärts des ersten Bioprozesseinlasses 22, einen ersten Mischer 27 auf, eingerichtet zur Fluid-Durchmischung. Der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 wird vorzugsweise zur Fluid-Durchmischung durch den ersten Mischer 27 geleitet. Dieser Mischer 27 ist vorzugsweise als inline statischer Mischer, insbesondere als radialer oder laminarer, statischer Mischer oder dergleichen, ausgestaltet, wie in Fig. 2 dargestellt. Es können vorzugsweise, in Abhängigkeit von Prozess- bzw. Genauigkeitsanforderungen, eine Mehrzahl an statischen Mischern in Reihe geschaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann als erster Mischer 27 auch ein dynamischer Mischer vorgesehen sein.
  • Der Begriff "Fluid-Durchmischung" ist vorliegend breit zu verstehen und meint jede Art von Mischen eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, die über das bloße Leiten des Fluids durch eine Leitung, insbesondere Schlauch- oder Rohrleitung, hinausgeht.
  • Vorzugsweise weist die Bioprozessanordnung 1, hier und vorzugsweise stromabwärts des ersten Mischers 27, eine mit dem ersten Mischer 27 fluidtechnisch verbundene Verweilzeitanordnung 28 zum Vorsehen einer Mindestverweildauer eines Flüssigkeitsstroms auf (siehe Fig. 2). Der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 wird vorzugsweise zum Vorsehen einer Mindestverweildauer durch die Verweilzeitanordnung 28 geleitet.
  • Die oben beschriebene Zuführung eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter 2 zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Flüssigkeitsstroms führt dazu, dass sich die Konzentration im Ausgleichsbehälter 2, vorzugsweise die Produktkonzentration oder Pufferkonzentration, ändert. Beide Parameter können einen Einfluss auf eine logarithmische Reduzierung der Viruslast haben, sodass die Verweildauer des Flüssigkeitsstroms in der Verweilzeitanordnung 28 mindestens 15 Minuten, vorzugsweise bis zu 1 h, beträgt, damit solche Änderungen ebenfalls unkritisch bleiben.
  • Der Begriff "fluidtechnisch verbunden" meint hier eine dichte Verbindung, die es einem Fluid ermöglicht, intern von einem Bereich zu einem anderen Bereich, mindestens unidirektional, vorzugsweise bidirektional, zu gelangen. Hier wird durch mechanisches Lösen auch die fluidtechnische Verbindung gelöst.
  • "Verweilzeitanordnung" meint hier eine Anordnung, die im bestimmungsgemäß montierten Zustand dazu dient, einen bestimmten Volumenstrom, bestehend aus einem oder mehreren zusammengeführten Fluid-, insbesondere Flüssigkeitsströmen, innerhalb dieser Anordnung "verweilen" zu lassen, indem die Verweilzeitanordnung 28 so ausgestaltet ist, dass die zurückzulegende Wegstrecke des Volumenstroms künstlich verlängert wird, sodass eine vielfache Strecke relativ zur Erstreckung des Bauteils zurückgelegt werden muss. Entscheidend ist, wie oben bereits erläutert, dass die Verteilung der Verweilzeiten der einzelnen, zu inaktivierenden Volumenanteile möglichst gleichmäßig sein muss, um ein reproduzierbares Inaktivierungsergebnis zu erhalten.
  • Hier und vorzugsweise weist die Sensoranordnung 14 zur Erzeugung der Prozessdaten 15 mindestens einen Sensor 29 für die Messung eines Flüssigkeitsparameters, insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, des ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstroms 24 auf, welcher vorzugsweise als pH-Sensor ausgestaltet und zur Messung eines pH im ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 eingerichtet ist. Alternativ ist der Sensor 29 vorzugsweise als Leitfähigkeitssensor ausgestaltet, der, weiter vorzugsweise, zur Messung einer Leitfähigkeit im ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 eingerichtet ist. Der Sensor 29 ist hier und vorzugsweise stromabwärts des Ausgleichsbehälters 2 und stromaufwärts des ersten Bioprozesseinlasses 22 angeordnet (Fig. 2).
  • Zusätzlich weist die Sensoranordnung 14 hier und vorzugsweise mindestens einen Sensor 30, 31, vorzugsweise mindestens zwei Sensoren 30, 31, für die Messung eines Flüssigkeitsparameters, insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 auf. Der Sensor 30 ist hier und vorzugsweise stromabwärts des ersten Mischers 27 angeordnet. Zusätzlich oder alternativ weist die Sensoranordnung 14 hier und vorzugsweise stromabwärts der Verweilzeitanordnung 28 mindestens einen Sensor 31 für die Messung eines Flüssigkeitsparameters im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 auf. Der Sensor 31 dient insbesondere der Messung einer Flussrate und/oder einer Proteinkonzentration, vorzugsweise mittels UV-Messung.
  • Die Messung der Flussrate dient vorzugsweise einer besonders präzisen Bestimmung der erforderlichen Verweilzeit des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 in der Verweilzeitanordnung 28. Dies ist dadurch begründet, dass, wie oben bereits erörtert, eine sich ändernde Fließgeschwindigkeit zur Folge hat, dass sich die für das bestimmungsgemäße Verfahren notwendige Verweilzeit eines Flüssigkeitsstroms in der Verweilzeitanordnung 28 ebenfalls ändert. Somit kann durch Anpassung der Fließgeschwindigkeit die Verweilzeit eines Flüssigkeitsstroms in der Verweilzeitanordnung 28 eingestellt werden.
  • Die Messung der UV-Absorption dient vorzugsweise einer besonders präzisen Bestimmung der Zielfaktorkonzentration, insbesondere einer Proteinkonzentration. In Abhängigkeit einer Unterschreitung einer, vorzugsweise vordefinierten, Mindestproteinkonzentration, kann die elektronische Prozesskontrolle 7 die Förderanordnung 6 derart steuern, dass die Fließrichtung des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 über eine später noch ausführlicher beschriebene Leitung 13 der Leitungsanordnung 12 umgeleitet und der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 kontinuierlich in einen nachfolgenden Prozessschritt weitergeleitet oder in einem nachfolgenden Entsorgungsschritt entsorgt werden kann. Dies ist vorzugsweise dann der Fall, wenn eine vorbestimmte Mindest-Proteinkonzentration unterschritten wurde, da es andernfalls nicht wirtschaftlich wäre, das Produkt weiter zu vireninaktivieren. Eine vorbestimmte Mindest-Proteinkonzentration kann insbesondere zu Beginn (während oder unmittelbar nach dem sog. Priming) oder gegen Ende eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungsprozesses, unterschritten werden.
  • Die elektronische Prozesskontrolle 7 passt vorzugsweise in einer Vireninaktivierungsroutine 32 die Förderleistung der vierten Fördervorrichtung 23 zur Einstellung des Ziel-Werts für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 an. Dies erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen einem durch die Messung ermittelten Ist-Wert für den Flüssigkeitsparameter des ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstroms 24 und dem vordefinierten Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26.
  • Die Leitfähigkeit ermöglicht es vorzugsweise der elektronischen Prozesskontrolle 7 eine Pufferkonzentration abzuleiten. Weicht, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, der Ist-pH im ersten, ein Zielprotein beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 von dem Ziel-Wert des Flüssigkeitsparameters im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 ab, ist es der elektronischen Prozesskontrolle 7 vorzugsweise möglich, durch Steuerung und/oder Regelung der vierten Fördervorrichtung 23, die vorzugsweise zur dosierten Abgabe von Säure, Puffer und/oder Wasser eingerichtet ist, den Ist-Wert des Flüssigkeitsparameters, vorzugsweise den Ist-pH oder die Ist-Leitfähigkeit, im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 anzupassen.
  • Durch die Messung des pH kann somit vorzugsweise einerseits der Ist-pH im ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 bestimmt werden und andererseits die elektronische Prozesskontrolle 7 das zur Erreichung des Ziel-Wertes des Flüssigkeitsparameters im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26, insbesondere des Ziel-pH, zuzuführende, notwendige Volumen und/oder Volumenstrom auf Grundlage der Prozessdaten 15 berechnen.
  • Alternativ kann durch die Messung der Leitfähigkeit vorzugsweise einerseits die Ist-Leitfähigkeit im ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 bestimmt werden und andererseits die elektronische Prozesskontrolle 7 das zur Erreichung des Ziel-Wertes für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26, insbesondere der Ziel-Leitfähigkeit, zuzuführende, notwendige Volumen und/oder Volumenstrom auf Grundlage der Prozessdaten 15 berechnen.
  • Darüber hinaus weist die Leitungsanordnung 12, vorzugsweise stromabwärts der Verweilzeitanordnung 28, eine Entsorgungsleitung 33 auf, die zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus der Bioprozessanordnung 1 eingerichtet ist.
  • "Entsorgungsleitung" meint hier eine Leitung 13 der Leitungsanordnung 12 zur Herstellung einer fluidtechnischen Verbindung, wobei diese dem Benutzer des vorschlagsgemäßen Verfahrens die Möglichkeit bietet, in die Bioprozessanordnung 1 eingeleitete Flüssigkeitsströme nicht zwingend zum Bioprozessauslass 11 und aus diesem hinauszuleiten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Bioprozessanordnung 1 vor einem vorschlagsgemäßen kontinuierlichen Downstream-Prozess mit beispielsweise Puffer gespült wird, insbesondere bei einem ersten vorschlagsgemäßen kontinuierlichen Downstream-Prozess mit einem neuen verwendeten Puffer und/oder mit einem neuen verwendeten Konzentratstrom, insbesondere einem neuen Produkt- oder Puffer-Konzentratstrom.
  • Zusätzlich oder alternativ ist das der Fall, wenn das vorschlagsgemäße Verfahren für einen kontinuierlichen Inline-Verdünnungsprozess verwendet wird und der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 vorzugsweise bereits den gewünschten, vordefinierten Zielwert für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 aufweist und dadurch den final verdünnten Puffer darstellt. Dieser final verdünnte Puffer kann in diesem Fall durch die Entsorgungsleitung 33 aus der Bioprozessanordnung 1 kontinuierlich ausgeleitet und direkt in einem nachgeschalteten Prozessschritt, insbesondere in einem nachgeschalteten Chromatographieschritt, verwendet werden.
  • Hier und vorzugsweise ist der Leitungsanordnung 12 eine Ventilanordnung 34 mit mindestens einem Ventil zur selektiven fluidtechnischen Verbindung mindestens einer Leitung 13 der Leitungsanordnung 12, insbesondere der Entsorgungsleitung 33, zugeordnet.
  • Vorzugsweise weist die Bioprozessanordnung 1, hier und vorzugsweise stromabwärts der Entsorgungsleitung 33, einen zweiten Bioprozesseinlass 35 auf, der zum Einleiten eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung 12 der Bioprozessanordnung 1 eingerichtet ist. Die Förderanordnung 6 weist vorzugsweise eine fünfte Fördervorrichtung 36 auf. Diese ist vorzugsweise dem zweiten Bioprozesseinlass 35 zugeordnet und zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung 12 eingerichtet.
  • Gemäß Fig. 2 wird der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 hier und vorzugsweise stromabwärts der Verweilzeitanordnung 28 mit einem vierten, durch den zweiten Bioprozesseinlass 35 eingeleiteten, neutralisierenden Flüssigkeitsstrom 37 zu einem fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 zusammengeführt, um den vordefinierten Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 zu neutralisieren.
  • "Neutralisieren" meint hier das teilweise oder vollständige Rückgängigmachen der vorausgegangenen Änderung des Flüssigkeitsparameters und dadurch Aufheben und/oder Entfernen der vireninaktivierenden Bedingungen, insbesondere durch die Reaktion von gleichen Mengen Säuren, beispielsweise 1,5 bis 3 M Essigsäure, oder Säurederivaten, beispielsweise 2 M Glycin, und Basen, beispielsweise 1 bis 2 M HEPES pH 8 oder Tris pH 11. Dieser vierte, neutralisierende Flüssigkeitsstrom 37 dient der Neutralisierung, Abreicherung und/oder Entfernung der vireninaktivierenden Bedingungen. Durch das Zusammenführen des dritten und vierten Flüssigkeitsstroms 26, 37 entsteht ein fünfter, resultierender Flüssigkeitsstrom 38, welcher durch den Bioprozessauslass 11 aus der Bioprozessanordnung 1 ausgeleitet werden kann und einen pH, vorzugsweise einen pH zwischen 5 und 8,5, aufweist, der eine weitere Prozessierung ermöglicht. Hier und vorzugsweise erfolgt die Mischung dieser beiden Flüssigkeitsströme 26, 37 ebenfalls in einem genau vordefinierten Volumenverhältnis, damit sichergestellt werden kann, dass die neutralisierenden Bedingungen im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 zur Erfüllung der bestimmungsgemäßen Funktion tatsächlich gegeben und homogen verteilt sind.
  • Vorzugsweise ist in einem kontinuierlichen Inline-Verdünnungsprozess das Einleiten eines vierten, neutralisierenden Flüssigkeitsstroms 37 optional. Im Falle, dass der Puffer zur Erreichung der vordefinierten Bedingungen weiter verdünnt werden muss, kann durch den zweiten Bioprozesseinlass 35 zusätzlich verdünnender Puffer, Wasser oder dergleichen zum dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 hinzugefügt werden. Falls die vordefinierten Bedingungen bereits erreicht sind, kann alternativ nichts hinzugegeben werden, derart, dass der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 die Bioprozessanordnung 1 durch den Bioprozessauslass 11 verlässt.
  • Hier und vorzugsweise ist die jeweilige Fördervorrichtung (8, 9, 23, 36), insbesondere alle Fördervorrichtungen, die zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms eingerichtet sind, als Dosierpumpe ausgestaltet, weiter vorzugsweise, als Schlauchpumpe, Drehkolbenpumpe oder Membranpumpe, oder als Ventil, insbesondere Stetigventil, Regelventil oder dergleichen, ausgestaltet.
  • Die Bioprozessanordnung 1 weist, hier und vorzugsweise stromabwärts des zweiten Bioprozesseinlasses 35, mindestens einen zweiten Mischer 39 auf, eingerichtet zur Fluid-Durchmischung. Der fünfte, resultierende Flüssigkeitsstrom 38 wird zur Fluid-Durchmischung vorzugsweise durch den mindestens zweiten Mischer 39 geleitet und nach erfolgter Fluid-Durchmischung durch den Bioprozessauslass 11 aus der Bioprozessanordnung 1 ausgeleitet. Dieser zweite Mischer 39 kann ebenfalls als inline statischer Mischer, insbesondere als radialer oder laminarer, statischer Mischer oder dergleichen, ausgestaltet sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Es können vorzugsweise, in Abhängigkeit von Prozess- bzw. Genauigkeitsanforderungen, eine Mehrzahl an statischen Mischern in Reihe geschaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann als zweiter Mischer 39 auch ein dynamischer Mischer vorgesehen sein.
  • Hier und vorzugsweise weist die Sensoranordnung 14 zur Erzeugung der Prozessdaten 15 mindestens einen Sensor 40 für die Messung eines Flüssigkeitsparameters des fünften, resultierenden Flüssigkeitsstroms 38, insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, auf. Der Sensor 40 ist hier und vorzugsweise stromabwärts des zweiten Mischers 39 angeordnet.
  • Die elektronische Prozesskontrolle 7 passt vorzugsweise in einer Neutralisationsroutine 41 die Förderleistung der fünften Fördervorrichtung 36 zur Einstellung des Ziel-Werts für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 an. Dies erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen einem durch die Messung ermittelten Ist-Wert für den Flüssigkeitsparameter des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 und einem vordefinierten Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38.
  • Die Leitfähigkeit ermöglicht es vorzugsweise der elektronischen Prozesskontrolle 7 eine Pufferkonzentration abzuleiten. Weicht, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, der Ist-pH im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 von dem Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 ab, ist es der elektronischen Prozesskontrolle 7 vorzugsweise möglich, durch Steuerung und/oder Regelung der fünften Fördervorrichtung 36, die vorzugsweise zur dosierten Abgabe von Base, Puffer und/oder Wasser eingerichtet ist, den Ist-Wert des Flüssigkeitsparameter, vorzugsweise den Ist-pH oder die Ist-Leitfähigkeit, im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38 anzupassen.
  • Durch die Messung des pH kann somit vorzugsweise einerseits der Ist-pH im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 bestimmt werden und andererseits die elektronische Prozesskontrolle 7 das zur Erreichung des Zielparameters im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38, insbesondere des Ziel-pH, zuzuführende, notwendige Volumen und/oder Volumenstrom auf Grundlage der Prozessdaten 15 berechnen.
  • Alternativ kann durch die Messung der Leitfähigkeit vorzugsweise einerseits die Ist-Leitfähigkeit im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 bestimmt werden und andererseits die elektronische Prozesskontrolle 7 das zur Erreichung des Ziel-Wertes im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38, insbesondere der Ziel-Leitfähigkeit, zuzuführende, notwendige Volumen und/oder Volumenstrom auf Grundlage der Prozessdaten 15 berechnen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung misst der jeweilige Sensor 16, 29, 30, 31, 40 zur Erzeugung der Prozessdaten 15 zumindest einen Parameter aus der Gruppe umfassend pH-Wert, Leitfähigkeit, Füllstand, Änderung des Füllstands pro Zeit, Förderleistung mindestens einer Fördervorrichtung, Flussrate mindestens eines Flüssigkeitsstroms, Proteinkonzentration und/oder sonstige spektrophotometrische Eigenschaften mindestens eines Flüssigkeitsstroms. Bei der Ausgestaltung mit einer Mehrzahl an Sensoren 16, 29, 30, 31, 40 können mindestens zwei davon den gleichen oder unterschiedliche Parameter messen.
  • Die elektronische Prozesskontrolle 7 kann dabei aus den Prozessdaten 15 ein zweites Modell 42 erzeugen. Der Grad der Anpassung der Förderleistung der vierten und/oder fünften Fördervorrichtung 23, 36 wird vorzugsweise von dem zweiten Modell 42 abgeleitet. Vorzugsweise repräsentiert das zweite Modell 42 die Abhängigkeit zwischen dem Flüssigkeitsparameter des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms 26 einerseits und der Förderleistung der vierten Fördervorrichtung 23 andererseits. Zusätzlich oder alternativ repräsentiert das zweite Modell 42 vorzugsweise die Abhängigkeit zwischen dem Flüssigkeitsparameter des fünften, resultierenden Flüssigkeitsstroms 38 einerseits und der Förderleistung der fünften Fördervorrichtung 36 andererseits. Basierend auf diesem zweiten Modell 42 wird vorzugsweise zumindest die Förderanordnung 6 durch die elektronische Prozesskontrolle 7 geregelt. Hier und vorzugsweise wird, wie in Fig. 2 dargestellt, auf Basis der Prozessdaten 15 von der elektronischen Prozesskontrolle 7 berechnet, welches Volumen, Volumenstrom oder dergleichen des zweiten Flüssigkeitsstroms 25 zum ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom 24 hinzugegeben werden muss, um den Ziel-Wert des Flüssigkeitsparameters im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26, insbesondere den Ziel-pH oder die Ziel-Leitfähigkeit, herzustellen. Zusätzlich oder alternativ wird hier und vorzugsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, auf Basis der Prozessdaten 15 von der elektronischen Prozesskontrolle 7 berechnet, welches Volumen, Volumenstrom oder dergleichen des vierten Flüssigkeitsstroms 37 zum dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 hinzugegeben werden muss, um den Ziel-Wert des Flüssigkeitsparameters im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom 38, insbesondere den Ziel-pH oder die Ziel-Leitfähigkeit, herzustellen.
  • Insbesondere bei einem kontinuierlichen Inline-Verdünnungsprozesses berechnet das zweite Modell 42 den Grad der Anpassung der Förderleistung der vierten Fördervorrichtung 23 vorzugsweise basierend auf mindestens einer Kennlinie zwischen der im ersten, einen Zielfaktor enthaltenen, Flüssigkeitsstrom 24 gemessenen Leitfähigkeit und einer entsprechenden Pufferkonzentration. Zusätzlich oder alternativ berechnet das zweite Modell 42 den Grad der Anpassung der Förderleistung der fünften Fördervorrichtung 36 vorzugsweise basierend auf mindestens einer Kennlinie zwischen der im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom 26 gemessenen Leitfähigkeit und einer entsprechenden Pufferkonzentration.
  • Hier und vorzugsweise ist das erste Modell 21 und/oder das zweite Modell 42 ein statistisches Modell oder ein analytisches Modell.
  • Der Begriff "statistisches Modell" bezeichnet ein mathematisches Modell, bei dem einige oder alle Eingabedaten eine gewisse Zufälligkeit aufweisen, die z.B. durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung ausgedrückt wird, sodass für einen bestimmten Satz von Eingabedaten die Ausgabe nicht reproduzierbar ist, sondern durch eine Wahrscheinlichkeitsverteilung beschrieben wird. Ausgabedaten erhält man, indem das Modell viele Male mit einem neuen Eingabewert durchgeführt wird, der bei jedem Durchlauf aus der Wahrscheinlichkeitsverteilung entnommen wird.
  • Der Begriff "analytisches Modell" bezeichnet ein quantitatives Modell, das zur Beantwortung einer bestimmten Frage verwendet wird. Sein Hauptziel ist es, eine geschlossene Formel für bestimmte Merkmale zu liefern. Analytische Modelle sind also mathematische Modelle, die eine geschlossene Lösung aufweisen, d.h. die Lösung der Gleichungen, die zur Beschreibung von Veränderungen in einem System verwendet werden, kann als mathematische analytische Funktion ausgedrückt werden.
  • Hier und vorzugsweise ist es so, dass der aus der Bioprozessanordnung 1 ausgeleitete Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 oder der fünfte, resultierende Flüssigkeitsstrom 38, die Bioprozessanordnung 1 kontinuierlich verlässt. Weiter vorzugsweise verlässt der ausgeleitete dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom 26 die Bioprozessanordnung 1 kontinuierlich durch die Entsorgungsleitung 33. Alternativ verlässt der ausgeleitete fünfte, resultierende Flüssigkeitsstrom 38 die Bioprozessanordnung 1 kontinuierlich durch den Bioprozessauslass 11.
  • "Kontinuierlich" meint hier, dass der die Bioprozessanordnung 1 verlassende Flüssigkeitsstrom 25, 35 nicht unterbrochen wird, beispielsweise durch Inkubation in einem Behälter oder dergleichen, und dass er hinsichtlich der Fließgeschwindigkeit variieren kann.
  • Hier und vorzugsweise ist zumindest der erste und/oder zweite Mischer 27, 39, vorzugsweise alle Mischer, zur Inline-Mischung eines Flüssigkeitsstroms eingerichtet und als statischer Mischer oder als Kreiselpumpe, insbesondere Zentrifugalkreiselpumpe, ausgestaltet. Weiter vorzugsweise ist es so, dass die Kreiselpumpe zur dynamischen Inline-Mischung im Vergleich zum bestimmungsgemäßen Betrieb in entgegengesetzter Fließrichtung durchströmt wird.
  • Vorzugsweise kann das vorschlagsgemäße Verfahren in Kombination mit einem vorgeschalteten, vorzugsweise diskontinuierlichen oder kontinuierlichen, Chromatographieverfahren, insbesondere Affinitätschromatographie- und Ionenaustauschchromatographieverfahren, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ wird das vorschlagsgemäße Verfahren in Kombination mit einem vorgeschalteten, vorzugsweise diskontinuierlichen oder kontinuierlichen, Filtrationsverfahren, insbesondere Tangential Flow Filtrations-Verfahren oder dergleichen, durchgeführt. Zusätzlich oder alternativ ist dem vorschlagsgemäßen Verfahren ein kontinuierliches Chromatographie- oder Filtrationsverfahren nachgeschaltet.
  • Grundsätzlich kann das vorschlagsgemäße Verfahren in Kombination mit sämtlichen Aufreinigungs-, Filtrations-, Chromatographie-, Separations-, Zentrifugations-, Konzentrierungs- und/oder Sedimentations-Verfahren oder sonstigen Verfahren, die Downstream-Prozessen während eines Bioprozesses zugeordnet werden können, verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ist eine Bioprozessanordnung 1 zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, während eines Bioprozesses, vorgesehen. Die Bioprozessanordnung 1 weist einen Ausgleichsbehälter 2 auf, mit einem ersten Fluideinlass 3, eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter 2, und mit mindestens einem zweiten Fluideinlass 4, eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter 2. Die Bioprozessanordnung 1 weist einen Fluidauslass 5 auf, der zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter 2 eingerichtet ist. Außerdem weist die Bioprozessanordnung 1 eine Förderanordnung 6 zur Fluid-Förderung auf, die dem ersten Fluideinlass 3 und dem zweiten Fluideinlass 4 zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter 2 zugeordnet ist. Zusätzlich ist die Förderanordnung 6 dem Fluidauslass 5 zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter zugeordnet. Die Bioprozessanordnung 1 weist eine elektronische Prozesskontrolle 7 auf.
  • Wesentlich bei der vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1 ist nun, dass beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Bioprozessanordnung 1 die elektronische Prozesskontrolle 7 durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung 6 einen Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 anpasst. Diese Anpassung erfolgt derart, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter 2 nicht unterschritten wird, um dadurch einen kontinuierlichen Flüssigkeitsstrom aus der Bioprozessanordnung 1 zu gewährleisten.
  • Hier und vorzugsweise ist mindestens eine Komponente der Bioprozessanordnung 1, vorzugsweise alle Komponenten, als single-use-Komponente ausgestaltet.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 26, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine elektronische Prozesskontrolle 7 der vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1 beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses und zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1 darf insoweit verwiesen werden.
  • Hier und vorzugsweise ist der Leitungsanordnung 12 eine Ventilanordnung 34 mit mindestens einem Ventil zur selektiven fluidtechnischen Verbindung der mindestens einen Leitung 13, vorzugsweise aller Leitungen, der Leitungsanordnung 12 zugeordnet. Die elektronische Prozesskontrolle 7 ist durch Steuerung und/oder Regelung zumindest der Förderanordnung 6 zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 27 weist die elektronische Prozesskontrolle 7 vorzugsweise ein Datenprozessierungssystem zur Realisierung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens auf.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 28, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Verwendung einer elektronischen Prozesskontrolle 7 zur Umsetzung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1 und zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle 7 darf insoweit verwiesen werden.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 29, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Computerprogramm für die vorschlagsgemäße elektronische Prozesskontrolle 7 beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1, zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle 7 und zur vorschlagsgemäßen Verwendung darf insoweit verwiesen werden.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 30, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein computerlesbares Speichermedium zur Speicherung des vorschlagsgemäßen Computerprogramms beansprucht. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, zur vorschlagsgemäßen Bioprozessanordnung 1, zur vorschlagsgemäßen elektronischen Prozesskontrolle 7, zur vorschlagsgemäßen Verwendung und zum vorschlagsgemäßen Computerprogramm darf insoweit verwiesen werden.

Claims (30)

  1. Verfahren zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, während eines Bioprozesses unter Verwendung einer Bioprozessanordnung (1), wobei die Bioprozessanordnung (1) einen Ausgleichsbehälter (2) aufweist, mit einem ersten Fluideinlass (3), eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit mindestens einem zweiten Fluideinlass (4), eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit einem Fluidauslass (5), eingerichtet zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), wobei die Bioprozessanordnung (1) eine Förderanordnung (6) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem ersten Fluideinlass (3) und dem zweiten Fluideinlass (4) zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter (2), und dem Fluidauslass (5) zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), zugeordnet ist, und wobei die Bioprozessanordnung (1) eine elektronische Prozesskontrolle (7) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die elektronische Prozesskontrolle (7) durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung (6) einen Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) nicht unterschritten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung (6) den Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) derart anpasst, dass ein vordefinierter Ziel-Füllstand erreicht wird oder der Füllstand in einem Ziel-Füllstandsbereich gehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanordnung (6) eine erste Fördervorrichtung (8) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem ersten Fluideinlass (3) zugeordnet ist, und/oder, dass die Förderanordnung (6) eine zweite Fördervorrichtung (9) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem zweiten Fluideinlass (4) zugeordnet ist, und/oder, dass die Förderanordnung (6) eine dritte Fördervorrichtung (10) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem Fluidauslass (5) zugeordnet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1) einen Bioprozessauslass (11) aufweist, der zum Ausleiten eines Fluides aus der Bioprozessanordnung (1) eingerichtet ist, dass die Bioprozessanordnung (1) eine Leitungsanordnung (12) mit mindestens einer Leitung (13) zur fluidtechnischen Verbindung des Fluidauslasses (5) des Ausgleichsbehälters (2) mit dem Bioprozessauslass (11) aufweist, dass die dritte Fördervorrichtung (10) zur Fluid-Förderung durch die mindestens eine Leitung (13) der Leitungsanordnung (12) eingerichtet ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1) eine Sensoranordnung (14) zur Erzeugung von Prozessdaten (15), mit mindestens einem dem Ausgleichsbehälter (2) zugeordneten Sensor (16), aufweist und dass die elektronische Prozesskontrolle (7) in einer Überwachungsroutine (17) einen Ist-Wert für einen Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter (2) von den Prozessdaten (15) ableitet, und
    in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem dem vordefinierten Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) entsprechenden vordefinierten Mindest-Wert für den Füllstandsparameter die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung (8, 9, 10) zum Verhindern eines Unterschreitens des Mindest-Füllstands anpasst oder
    in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem dem vordefinierten Ziel-Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) entsprechenden vordefinierten Ziel-Wert für den Füllstandsparameter die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung (8, 9, 10) zur Erreichung des Ziel-Füllstands anpasst oder in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen dem abgeleiteten Ist-Wert für den Füllstandsparameter und einem vordefinierten Grenzwert des vordefinierten Ziel-Füllstandsbereichs im Ausgleichsbehälter (2) die Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung (8, 9, 10) zum Halten des Füllstands im Ziel-Füllstandsbereich anpasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) aus den Prozessdaten (15) ein erstes Modell (21) erzeugt und dass der Grad der Anpassung der Förderleistung der Förderanordnung (6) von dem ersten Modell (21) abgeleitet wird, vorzugsweise, dass das erste Modell (21) die Abhängigkeit zwischen dem Füllstandsparameter im Ausgleichsbehälter (2) einerseits und der Förderleistung der ersten, zweiten und/oder dritten Fördervorrichtung (8, 9, 10) andererseits repräsentiert.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1) stromabwärts des Ausgleichsbehälters (2) einen ersten Bioprozesseinlass (22) aufweist, eingerichtet zum Einleiten eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung (12) der Bioprozessanordnung (1), dass die Förderanordnung (6) eine vierte Fördervorrichtung (23) aufweist, die dem ersten Bioprozesseinlass (22) zugeordnet und zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung (12) eingerichtet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichsbehälter (2) der Konzentratstrom mit dem Verdünnerstrom zu einem ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstrom (24) zusammengeführt wird, dass der erste, einen Zielfaktor beinhaltende Flüssigkeitsstrom (24) durch den Fluidauslass (5) aus dem Ausgleichsbehälter (2) in die mindestens eine fluidtechnisch verbundene Leitung (13) der Leitungsanordnung (12) eingeleitet wird und in einem vordefinierten Volumenverhältnis mit einem zweiten, vorzugsweise durch den ersten Bioprozesseinlass (22) eingeleiteten und durch die vierte Fördervorrichtung (23) geförderten, Flüssigkeitsstrom (25) zu einem dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom (26) zusammengeführt wird, um einen vordefinierten Ziel-Wert für einen Flüssigkeitsparameter, insbesondere für einen pH und/oder eine Leitfähigkeit, im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom (26) einzustellen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1), vorzugsweise stromabwärts des ersten Bioprozesseinlasses (22), einen ersten Mischer (27), eingerichtet zur Fluid-Durchmischung, aufweist, und dass der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom (26) zur Fluid-Durchmischung durch den ersten Mischer (27) geleitet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1), vorzugsweise stromabwärts des mindestens einen Mischers (27), eine mit dem ersten Mischer (27) fluidtechnisch verbundene Verweilzeitanordnung (28) zum Vorsehen einer Mindestverweildauer eines Flüssigkeitsstroms aufweist, und dass der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom (26) im Anschluss an den mindestens einen Mischer (27) zum Vorsehen einer Mindestverweildauer durch die Verweilzeitanordnung (28) geleitet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (14) zur Erzeugung der Prozessdaten (15) mindestens einen Sensor (29) für die Messung eines Flüssigkeitsparameters des ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstroms (24), insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, und mindestens einen Sensor (30, 31), vorzugsweise mindestens zwei Sensoren (30, 31), für die Messung eines Flüssigkeitsparameters des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms (26), insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, aufweist, welche vorzugsweise stromabwärts des ersten Mischers (27) und/oder der Verweilzeitanordnung (28) angeordnet sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) in einer Vireninaktivierungsroutine (32) in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen einem durch die Messung ermittelten Ist-Wert für den Flüssigkeitsparameter des ersten, einen Zielfaktor beinhaltenden Flüssigkeitsstroms (24) und dem vordefinierten Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom (26), die Förderleistung der vierten Fördervorrichtung (23) zur Einstellung des Ziel-Werts für den Flüssigkeitsparameter im dritten, reaktiven Flüssigkeitsstrom (26) anpasst.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (12), vorzugsweise stromabwärts der Verweilzeitanordnung (28), eine Entsorgungsleitung (33) aufweist, die zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus der Bioprozessanordnung (1) eingerichtet ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsanordnung (12) eine Ventilanordnung (34) mit mindestens einem Ventil zur selektiven fluidtechnischen Verbindung mindestens einer Leitung (13) der Leitungsanordnung (12), insbesondere der Entsorgungsleitung (33), zugeordnet ist.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1), vorzugsweise stromabwärts der Entsorgungsleitung (33), einen zweiten Bioprozesseinlass (35) aufweist, eingerichtet zum Einleiten eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung (12) der Bioprozessanordnung (1), dass die Förderanordnung (6) eine fünfte Fördervorrichtung (36) aufweist, die dem zweiten Bioprozesseinlass (35) zugeordnet und zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms in die Leitungsanordnung (12) eingerichtet ist, vorzugsweise, dass der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom (26) stromabwärts der Verweilzeitanordnung (28) mit einem vierten, durch den zweiten Bioprozesseinlass (35) eingeleiteten, neutralisierenden Flüssigkeitsstrom (37) zu einem fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom (38) zusammengeführt wird, um den vordefinierten Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom (38) zu neutralisieren.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Fördervorrichtung (8, 9, 23, 36), vorzugsweise alle Fördervorrichtungen, die zur dosierten Abgabe eines Flüssigkeitsstroms eingerichtet sind, als Dosierpumpe, insbesondere als Schlauchpumpe, Drehkolbenpumpe oder Membranpumpe, oder als Ventil, insbesondere Stetigventil, Regelventil oder dergleichen ausgestaltet sind.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bioprozessanordnung (1), vorzugsweise stromabwärts des zweiten Bioprozesseinlasses (35), mindestens einen zweiten Mischer (39), eingerichtet zur Fluid-Durchmischung, aufweist, und dass der fünfte, resultierende Flüssigkeitsstrom (38) zur Fluid-Durchmischung durch den zweiten Mischer (39) geleitet wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (14) zur Erzeugung der Prozessdaten (15) mindestens einen Sensor (40) für die Messung eines Flüssigkeitsparameters des fünften, resultierenden Flüssigkeitsstroms (38), insbesondere eines pH und/oder einer Leitfähigkeit, vorzugsweise stromabwärts des zweiten Mischers (39), aufweist, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) in einer Neutralisationsroutine (41) in Abhängigkeit einer Abweichung zwischen einem durch die Messung ermittelten Ist-Wert für den Flüssigkeitsparameter des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms (26) und einem vordefinierten Ziel-Wert für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom (38) die Förderleistung der fünften Fördervorrichtung (36) zur Einstellung des Ziel-Werts für den Flüssigkeitsparameter im fünften, resultierenden Flüssigkeitsstrom (38) anpasst.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Sensor (16, 29, 30, 31, 40) zur Erzeugung der Prozessdaten (15) zumindest einen Parameter aus der Gruppe umfassend pH-Wert, Leitfähigkeit, Füllstand, Änderung des Füllstands pro Zeit, Förderleistung mindestens einer Fördervorrichtung, Flussrate mindestens eines Flüssigkeitsstroms, Proteinkonzentration und/oder sonstige spektrophotometrische Eigenschaften mindestens eines Flüssigkeitsstroms misst.
  20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) aus den Prozessdaten (15) ein zweites Modell (42) erzeugt, dass der Grad der Anpassung der Förderleistung der vierten und/oder fünften Fördervorrichtung (23, 36) von dem zweiten Modell (42) abgeleitet wird, vorzugsweise, dass das zweite Modell (42) die Abhängigkeit zwischen dem Flüssigkeitsparameter des dritten, reaktiven Flüssigkeitsstroms (26) einerseits und der Förderleistung der vierten Fördervorrichtung (23) andererseits repräsentiert, und/oder, dass das zweite Modell (42) die Abhängigkeit zwischen dem Flüssigkeitsparameter des fünften, resultierenden Flüssigkeitsstroms (38) einerseits und der Förderleistung der fünften Fördervorrichtung (36) andererseits repräsentiert.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Modell (21) und/oder das zweite Modell (42) ein statistisches Modell oder ein analytisches Modell ist.
  22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Bioprozessanordnung (1) ausgeleitete Flüssigkeitsstrom, vorzugsweise der dritte, reaktive Flüssigkeitsstrom (26) oder der fünfte, resultierende Flüssigkeitsstrom (38), die Bioprozessanordnung (1) kontinuierlich verlässt.
  23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste und/oder zweite Mischer (27, 39), vorzugsweise alle Mischer, zur Inline-Mischung eines Flüssigkeitsstroms eingerichtet sind und als statische Mischer oder als Kreiselpumpe, insbesondere Zentrifugalkreiselpumpe, ausgestaltet sind, weiter vorzugsweise, dass die Kreiselpumpe zur dynamischen Inline-Mischung im Vergleich zum bestimmungsgemäßen Betrieb in entgegengesetzter Fließrichtung durchströmt wird.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorschlagsgemäße Verfahren in Kombination mit einem vorgeschalteten, vorzugsweise diskontinuierlichen oder kontinuierlichen, Chromatographieverfahren und/oder Filtrationsverfahren, durchgeführt wird und/oder, dass dem vorschlagsgemäßen Verfahren ein kontinuierliches Chromatographie- oder Filtrationsverfahren nachgeschaltet ist.
  25. Bioprozessanordnung (1) zum Betrieb eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses, insbesondere eines kontinuierlichen Vireninaktivierungs- oder Inline-Verdünnungsprozesses, während eines Bioprozesses, wobei die Bioprozessanordnung (1) einen Ausgleichsbehälter (2) aufweist, mit einem ersten Fluideinlass (3), eingerichtet zum Einleiten eines Konzentratstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Konzentratstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit mindestens einem zweiten Fluideinlass (4), eingerichtet zum Einleiten eines Verdünnerstroms, insbesondere eines Produkt- oder Puffer-Verdünnerstroms, in den Ausgleichsbehälter (2), mit einem Fluidauslass (5), eingerichtet zum Ausleiten eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), wobei die Bioprozessanordnung (1) eine Förderanordnung (6) zur Fluid-Förderung aufweist, die dem ersten Fluideinlass (3) und dem zweiten Fluideinlass (4) zur Förderung jeweils mindestens eines Flüssigkeitsstroms in den Ausgleichsbehälter (2), und dem Fluidauslass (5) zur Förderung eines Flüssigkeitsstroms aus dem Ausgleichsbehälter (2), zugeordnet ist, und wobei die Bioprozessanordnung (1) eine elektronische Prozesskontrolle (7) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Bioprozessanordnung (1) die elektronische Prozesskontrolle (7) durch Steuerung und/oder Regelung der Förderanordnung (6) einen Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) derart anpasst, dass ein vordefinierter Mindest-Füllstand im Ausgleichsbehälter (2) nicht unterschritten wird.
  26. Elektronische Prozesskontrolle (7) der Bioprozessanordnung (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsanordnung (12) eine Ventilanordnung (34) mit mindestens einem Ventil zur selektiven fluidtechnischen Verbindung der mindestens einen Leitung (13), vorzugsweise aller Leitungen, der Leitungsanordnung (12) zugeordnet ist, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) zumindest die Förderanordnung (6) oder zusätzlich die Ventilanordnung (34) steuert und dass die elektronische Prozesskontrolle (7) durch Steuerung und/oder Regelung zumindest der Förderanordnung (6) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 eingerichtet ist.
  27. Elektronische Prozesskontrolle (7) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Prozesskontrolle (7) ein Datenprozessierungssystem zur Realisierung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 aufweist.
  28. Verwendung einer elektronischen Prozesskontrolle (7) gemäß Anspruch 26 oder 27 zur Umsetzung eines kontinuierlichen Downstream-Prozesses nach einem der Ansprüche 1 bis 24.
  29. Computerprogramm für die elektronische Prozesskontrolle (7) nach einem der Ansprüche 26 oder 27.
  30. Computerlesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm nach Anspruch 29 gespeichert wird, vorzugsweise auf nichtflüchtige Weise.
EP22201978.8A 2022-10-17 2022-10-17 Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses Pending EP4357009A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22201978.8A EP4357009A1 (de) 2022-10-17 2022-10-17 Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses
PCT/EP2023/074974 WO2024083408A1 (de) 2022-10-17 2023-09-12 Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22201978.8A EP4357009A1 (de) 2022-10-17 2022-10-17 Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4357009A1 true EP4357009A1 (de) 2024-04-24

Family

ID=83898298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22201978.8A Pending EP4357009A1 (de) 2022-10-17 2022-10-17 Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4357009A1 (de)
WO (1) WO2024083408A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29909434U1 (de) * 1999-05-29 1999-12-09 Oden Corp Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen eines Flüssigkeitsstroms
JP2006084457A (ja) * 2004-08-20 2006-03-30 Daicel Chem Ind Ltd クロマトグラフィー装置及び溶剤組成調整装置
DE102007050335A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-23 Bayer Technology Services Gmbh Anordnung und Verfahren zur Bereitstellung eines vorzugsweise zeitlich veränderlichen Flüssigkeitsgemisches
WO2015117884A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 Cmc Biologics A/S A chromatography system and method for capturing a biopolymer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104411820B (zh) 2012-06-29 2017-05-03 Emd密理博公司 在蛋白纯化过程中灭活病毒的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29909434U1 (de) * 1999-05-29 1999-12-09 Oden Corp Vorrichtung zum kontinuierlichen Mischen eines Flüssigkeitsstroms
JP2006084457A (ja) * 2004-08-20 2006-03-30 Daicel Chem Ind Ltd クロマトグラフィー装置及び溶剤組成調整装置
DE102007050335A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-23 Bayer Technology Services Gmbh Anordnung und Verfahren zur Bereitstellung eines vorzugsweise zeitlich veränderlichen Flüssigkeitsgemisches
WO2015117884A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 Cmc Biologics A/S A chromatography system and method for capturing a biopolymer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024083408A1 (de) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3037513A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen elution eines produktes von chromatographiesäulen
EP3294856B1 (de) Prozessleitsystem zur regelung und steuerung einer modular aufgebauten anlage zur produktion von biopharmazeutischen und biologischen makromolekularen produkten
EP0545053B1 (de) Verfahren und Anlage zur Regulierung des Fettgehaltes von Milch
EP2477734A1 (de) Zwei-freiheitsgrade-regelung mit expliziter umschaltung zur regelung verfahrenstechnischer prozesse
EP3344377B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer lösung
EP0175252B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines fliessfähigen, zu Schaumstoff ausreagierenden Gemisches aus fliessfähigen, in Vorratsräumen gelagerten Komponenten
EP1127609A2 (de) Verfahren zum Behandeln eines Produktes in zumindest einem Mischkneter
EP4357009A1 (de) Verfahren und anordnung zum betrieb eines kontinuierlichen downstream-prozesses
EP1514592B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum statischen Mischen, insbesondere zur Beleimung von lignocellulosehaltigen Fasern mit einem Bindemittel
DE3732370C2 (de)
EP4007912B1 (de) Mobile anlage für das kalibrieren, verifizieren und/oder justieren eines sensors und verfahren zum kalibrieren, verifizieren und/oder justieren eines sensors
EP2138570B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum koninuierlichen Abführen von partikelarmer Lösung aus einem Bioreaktor
DE102017005573B3 (de) Verfahren und Mischvorrichtung zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine Flüssigkeit für ein Inline-Mischverfahren
EP3638411B1 (de) Verfahren und mischvorrichtung zur steuerung der einbringung eines pulverförmigen stoffes in eine flüssigkeit für ein inline-mischverfahren
DE3025521A1 (de) Verfahren zur regelung des flockungsmittelzusatzes bei zentrifugen
DE102014116250A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines Gemisches
EP3571168B1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen salzsäureneutralisation
EP4331716A1 (de) Verfahren zur dynamischen inline-mischung
DE102019100339B4 (de) Bioprozesstechnische Anlage
WO2018202790A1 (de) Pumpenanordnung zum fördern viskoser medien, vorrichtung mit selbiger und verfahren zur herstellung von oberflächenbeschichtungsmitteln, sowie verwendung einer pumpenanordnung
DE10106312A1 (de) Regelungsverfahren
DE102017005574B3 (de) Verfahren und Mischvorrichtung zur Steuerung der Einbringung eines pulverförmigen Stoffes in eine Flüssigkeit für ein Batch-Mischverfahren
DE102017011226B3 (de) Automatisiertes, integriertes mikrofluidisches System für die Hochdurchsatz-Klonierung
DE102021107394A1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Vireninaktivierung
WO2024037823A1 (de) Bioreaktorsystem mit begasungsanlage

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR