Nuove soluzioni per il processo biotecnologico industriale e farmaceutico

Nell’era di Industria 4.0 diventa sempre più marcata l’esigenza di dotare gli impianti e i processi di sensori che aiutino a migliorare le performance. E ancor più nell’ambito delle biotecnologie mediche e farmaceutiche i processi devono essere sotto controllo e “collaborare” con altri sistemi ed altri processi. Repcom propone soluzioni sensoristiche tecnologicamente avanzate per il controllo e il monitoraggio dei processi biotecnologici.

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I sensori di flusso SONOFLOW CO.55 sono stati sviluppati per il monitoraggio dei bioprocessi (upstream e downstream) e della produzione farmaceutica. I sensori a forcella (clamp-on) SONOFLOW sono gli unici dispositivi attualmente disponibili sul mercato con elettronica integrata, che non necessitano quindi di schede elettroniche o misuratori esterni. I sistemi non invasivi sono adatti a svariate applicazioni, dalla gestione dei processi, alla produzione, fino alle operazioni finali di fill & finish. Dati i grandi volumi di produzione, SONOTEC è in grado di proporre i prodotti più economici per questo tipo di mercato.

I sensori di aria SONOCHECK ABD di SONOTEC sono in grado di identificare la presenza di aria o liquidi all’interno di tubi morbidi di materiale plastico. Il colore e la densità del liquido non influenzano il funzionamento di questi sensori, che possono essere utilizzati come interruttori di livello sia nei processi upstream sia in quelli downstream; I sensori non invasivi ad ultrasuoni ABD sono in grado di rilevare la presenza di liquido all’interno di tubi segnalatori del livello dei contenitori utilizzati nei bioprocessi o nella produzione farmaceutica in modo preciso e affidabile; posizionando il sensore opportunamente, è possibile verificare quando il liquido all’interno del contenitore raggiunge un determinato livello, sia in riempimento che in svuotamento, il tutto senza alcun contatto con il liquido stesso. Si tratta di sensori a forcella (clamp-on) ad ultrasuoni.

Nei processi di upstream, nei casi in cui il bioprocesso debba essere alimentato da opportune miscele di gas, i controllori di flusso di precisione di SENSIRION possono essere utilizzati per preparare tali miscele. Disponibili per aria (N2), O2, CO2 e molti altri gas, possono essere utilizzati in batteria per miscelare tra loro gas differenti con ottima precisione; e la concentrazione di ogni gas può essere cambiata in ogni momento agendo sul comando del singolo controllore per adattarla istantaneamente alle necessità del processo.

Bioreattore: come pressurizzarlo

Nei casi in cui sia necessario pressurizzare i bioreattori al fine di controllare la produzione di CO2, i nostri trasmettitori di pressione con membrana in acciaio INOX sono la soluzione ideale per tenere sotto controllo sia la pressione dei bioreattori che il processo di sterilizzazione. Sono disponibili versioni con membrana affacciata e per temperature di lavoro fino a 150°C, limitando le possibilità di adesione dei residui di processo alla membrana stessa e facilitandone la pulizia con cicli di lavaggio ad alte temperature.

In presenza di tubazioni di acciaio INOX anche di grandi dimensioni, i sensori SONOCONTROL15 permettono di identificare la presenza di aria o liquido attraverso la parete tubo. Sono utilizzabili su tubi segnalatori del livello del liquido nei bioreattori o sulla tubazione di uscita per rilevare in modo preciso la fine dello svuotamento.

 

Un caso applicativo: ultrasuoni per i vaccini alla GlaxoSmithKline

Nella produzione di vaccini a GlaxoSmithKline Biologicals di Dresda, i sensori di presenza liquidi e livello ad ultrasuoni senza contatto aumentano la sicurezza e migliorano la resa dell’impianto

Il monitoraggio senza contatto dei livelli di riempimento svolge un ruolo fondamentale in molti settori della tecnologia di misurazione dei processi e dell’automazione.

Tra le possibili applicazioni dei sensori di livello di riempimento ad ultrasuoni figurano utilizzi con elevate pressioni, liquidi aggressivi oppure con esigenze di purezza rigorose: nella produzione farmaceutica e biotecnologica questi sono fattori chiave nella scelta delle tecnologie di processo e di misura.

GlaxoSmithKline Biologicals di Dresda (GSK) ha scelto i sensori ad ultrasuoni SONOCONTROL15 per indicare con precisione il livello di riempimento dei contenitori, nell’ambito del trattamento di pulizia e separazione dei vaccini.

A Dresda, GSK produce vaccini antinfluenzali per il mercato globale. Tra l’altro, l’azienda ha anche sviluppato e prodotto, ad esempio, il vaccino contro l’influenza pandemica H1N1. Le filiali GSK producono 70 milioni di vaccini ogni anno. Oltre alla produzione stagionale, l’impianto di Dresda completa la sua gamma di prodotti con il riempimento e il packaging di altri vaccini liquidi.

La produzione dei vaccini

Le uova di pollo forniscono il materiale di partenza per la produzione del vaccino antinfluenzale. Gli esperti di Dresda preparano patogeni vivi, i cosiddetti seed-virus, provenienti da ceppi di virus di riferimento forniti dall’Organizzazione mondiale della sanità (OMS); questi vengono iniettati nelle uova che vengono poste in incubatrice per diverse settimane. Durante questo periodo, il virus vaccino si moltiplica e si accumula nel bianco d’uovo.
Successivamente la proteina contenente virus viene estratta e viene sottoposta ad un processo di pulizia; i virus vengono poi separati e inattivati ​​con l’aiuto di sostanze chimiche. Le soluzioni di virus risultanti contengono solo frammenti della struttura originale, che allenano il sistema immunitario umano a combattere il rispettivo agente patogeno, evitando lo scatenarsi di infezioni.

Un vaccino contro l’influenza stagionale è costituito da tre diversi ceppi di virus che vengono combinati in proporzioni stabilite dall’OMS. Il farmaco finito è iniettato in siringhe, e confezionato per la vendita. Il processo, dalla ricezione dei ceppi di riferimento nell’impianto di Dresda alla consegna del vaccino antinfluenzale finito, richiede circa sei mesi.

Controllo del livello di riempimento nel processo downstream

Il processo downstream si riferisce al processo di pulizia e separazione a cui viene sottoposto il bianco d’uovo contenente virus. I prodotti di ogni singolo passaggio del processo vengono raccolti in contenitori. GSK misura i livelli di riempimento di questi contenitori utilizzando sensori di livello a galleggiante i quali sono però in genere incapaci di indicare il livello di riempimento quando il contenitore viene svuotato. A questo scopo, GSK necessitava di un altro tipo di tecnologia di misura; dopo aver considerato tutte le caratteristiche specifiche dell’applicazione, come la struttura delle cisterne e le proprietà dei liquidi, è stato identificato il sensore i presenza liquidi ad ultrasuoni SONOCONTROL 15 di SONOTEC, che si è dimostrato la soluzione ideale per robustezza, affidabilità e precisione.

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