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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:

Christian Zabik (2020): Feed on-demand glucose control for mammalian bioprocesses based on real-time oxygen uptake rate computation.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Bioverfahrenstechnik, BOKU-Universität für Bodenkultur, pp 70. UB BOKU obvsg FullText

Datenquelle: ZID Abstracts
Abstract:
In dieser Arbeit wird eine Glucose Fütterungsstrategie basierend auf Echtzeit-Sauerstoffaufnahmeraten-Berechnung für tierische Zellkultur Prozesse vorgestellt. Hierfür wurden dreizehn historische Fed-batch Bioprozesse ausgewertet, um die Korrelation zwischen Sauerstoff- und Glukoseaufnahmerate zu untersuchen. Der aus diesen Daten generierte Soft-sensor ist in der Lage die Glucosekonzentration in Kulturmedium während eines Prozesses zu schätzen und erreichte dabei einen mittleren absoluten Fehler (MAPE) von 13 % sowie einen mittleren quadratischen Gesamtfehler (RMSE) von 1.2 g/L. Für die Charakterisierung des Massentransferkoeffizienten (kLa) in einem Pilotreaktor (100L) wurden eine Reihe von Versuchen durchgeführt und aus den gewonnenen Daten ein Modell erstellt, welches den Koeffizienten während des gesamten Fermentationszeitraums beschreiben kann. Dieses wurde in die Sauerstoffratenberechnung implementiert und die Rate sowie der Glukosekonzentrationsverlauf für einen Bioprozess im Pilotmaßstab berechnet. Mit Hilfe der vorangegangenen Experimente konnte eine Fütterungsstrategie entwickelt werden, bei der Anhand der Sauerstoffaufnahmerate auf die Glukosekonzentration sowie den Verbrauch geschlossen wird und die Differenz zum Sollwert automatisch durch Zugabe von Fütterungsmedium ausgeglichen wird. Diese wurde danach in einem Prozess im 15 L Maßstab angewandt und der Grundsatzbeweis erbracht.

Beurteilende(r): Striedner Gerald
1.Mitwirkender: Sommeregger Wolfgang

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