Design and Analysis of Continuous Virus Inactivation Reactors in Biopharmaceutical Production
(2020) KETM05 20201Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
- Abstract
- The biopharmaceutical industry is replacing the current batch process with a continuous one and an essential step in the downstream process is the virus inactivation (VI). The challenge with a continuous VI reactor is to generate a narrow residence time distribution (RTD), while ensuring a precise incubation time. In this thesis, two different continuous virus inactivation reactors, the Jig In a Box (JIB) and a packed bed column, are designed and experimentally evaluated to determine which reactor is more suitable for a continuous production of antibodies. Pulse tracer tests are conducted to estimate the performance of the reactors. Both reactors generate a narrow RTD. For the JIB, however, the effect is highly dependent on the flow rate.... (More)
- The biopharmaceutical industry is replacing the current batch process with a continuous one and an essential step in the downstream process is the virus inactivation (VI). The challenge with a continuous VI reactor is to generate a narrow residence time distribution (RTD), while ensuring a precise incubation time. In this thesis, two different continuous virus inactivation reactors, the Jig In a Box (JIB) and a packed bed column, are designed and experimentally evaluated to determine which reactor is more suitable for a continuous production of antibodies. Pulse tracer tests are conducted to estimate the performance of the reactors. Both reactors generate a narrow RTD. For the JIB, however, the effect is highly dependent on the flow rate. The packed bed column performed better or equally to the JIB. Furthermore, the packed bed column is user friendly, has a much lower buffer consumption than the JIB and it is able to run at low flow rates which are commonly used in antibody production. The packed bed column is, therefore, the better option for a continuous VI reactor for a production of antibodies. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Medicinska behandlingar med antikroppar blir allt vanligare. För att läkemedelsindustrin ska hinna med att producera tillräckligt med antikroppar vill man byta ut den satsvisa produktionen mot en kontinuerlig istället. En kontinuerlig process är inte bara mer effektiv utan också billigare att använda. När man producerar läkemedel, i det här fallet antikroppar, måste man vara säker på att oskadliggöra föroreningar, speciellt virus, utan att förstöra själva produkten. Hur görs då detta? Det finns ett flertal metoder där en av dem är att sänka pH under en viss tid vilket leder till att virusen inaktiveras. I en satsvis process är det här ganska enkelt men vill vi göra det kontinuerlig blir genast svårare. Det är här som detta arbete kommer... (More)
- Medicinska behandlingar med antikroppar blir allt vanligare. För att läkemedelsindustrin ska hinna med att producera tillräckligt med antikroppar vill man byta ut den satsvisa produktionen mot en kontinuerlig istället. En kontinuerlig process är inte bara mer effektiv utan också billigare att använda. När man producerar läkemedel, i det här fallet antikroppar, måste man vara säker på att oskadliggöra föroreningar, speciellt virus, utan att förstöra själva produkten. Hur görs då detta? Det finns ett flertal metoder där en av dem är att sänka pH under en viss tid vilket leder till att virusen inaktiveras. I en satsvis process är det här ganska enkelt men vill vi göra det kontinuerlig blir genast svårare. Det är här som detta arbete kommer in. Vilken reaktor kan fungera effektivt i en kontinuerlig process samtidigt som man är säker på att vartenda virus har oskadliggjorts?
Det här arbetet tar ytterligare ett steg mot en kontinuerlig produktion av antikroppar. Två reaktorer har designats och testats för att utvärdera vilken av dem som passar bäst i en kontinuerlig process. De två reaktorerna som undersöktes var en JIB-reaktor (Jig In Box) och en packade kolonn. Huvudkravet för båda reaktorerna var att få en så liten utsmetning som möjligt av en puls som skickades in. Den packade kolonnen visade sig fungerade betydligt bättre vid produktion av antikroppar. Den främsta anledningen var att den packade kolonnen gav en liten utsmetning oavsett storlek på flödet. JIB:en däremot, lyckades endast minska utsmetningen vid de högre flödena, den gav helt enkelt ingen effekt vid låga flöden. Eftersom tillverkningen av antikroppar oftast sker i mindre skala och flödena är låga lämpar sig den packade kolonnen bättre. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9011683
- author
- Danielsen, Hanna LU
- supervisor
- organization
- course
- KETM05 20201
- year
- 2020
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Chemical engineering, Kemiteknik, Virus inactivation, Chromatography
- language
- English
- id
- 9011683
- date added to LUP
- 2020-06-08 11:11:39
- date last changed
- 2020-06-08 11:11:39
@misc{9011683,
abstract = {{The biopharmaceutical industry is replacing the current batch process with a continuous one and an essential step in the downstream process is the virus inactivation (VI). The challenge with a continuous VI reactor is to generate a narrow residence time distribution (RTD), while ensuring a precise incubation time. In this thesis, two different continuous virus inactivation reactors, the Jig In a Box (JIB) and a packed bed column, are designed and experimentally evaluated to determine which reactor is more suitable for a continuous production of antibodies. Pulse tracer tests are conducted to estimate the performance of the reactors. Both reactors generate a narrow RTD. For the JIB, however, the effect is highly dependent on the flow rate. The packed bed column performed better or equally to the JIB. Furthermore, the packed bed column is user friendly, has a much lower buffer consumption than the JIB and it is able to run at low flow rates which are commonly used in antibody production. The packed bed column is, therefore, the better option for a continuous VI reactor for a production of antibodies.}},
author = {{Danielsen, Hanna}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Design and Analysis of Continuous Virus Inactivation Reactors in Biopharmaceutical Production}},
year = {{2020}},
}