DDE – Högsta utbytet med odlat kött
Odlad tillväxt – Samarbete med DDE
Behovet av kött som föda är evigt – och ökar. Följderna för omvärlden är uppenbara. Med odlat kött baserat på djurceller finns det ett lovande alternativ om det skulle finnas ett lönsamt sätt att producera det. För att det ska lyckas krävs det att fermentationsförhållanden är perfekt kontrollerade och processerna är intelligent styrda. D.D. Enterprises (DDE) från Pune (Indien) ger ett svar där de sätter en ny standard med sin mångåriga know-how med bioreaktorer vid tillverkningen av Smart Proteins.
På frontlinjen
Den konventionella köttproduktionen påverkar klimatet och biodiversiteten avsevärt. Därför satsar allt fler tillverkare på produktion av odlat kött där dessa problem inte förekommer. Den odlas från djurceller med hjälp av bioreaktorer – ett tillvägagångssätt som framförallt hittills har används inom läkemedelsindustrin. Företaget DDE med säte i Pune, Indien, är specialiserat på utveckling, konstruktion, driftsättning och kvalificering av sterila process-skids för den biologiska läkemedelsindustrin. Företagets över 600 kunniga forskare, ingenjörer, tekniker, designers och teknologispecialister levererar tillförlitliga bioreaktorlösningar till ledande biologiska läkemedelsföretag i hela världen. Med 46 års erfarenhet och en historik med mer än tusen framgångsrikt utförda projekt tillhandahåller DDE nu ett pionjärsarbete vid utvecklingen av kostnadseffektiva Smart-Protein-lösningar för den gryende New-Food-industrin.
Snabbt till målet
DDE:s experter har utvecklat Seeding-bioreaktorer för en startup i Kalifornien med en kapacitet på 20, 200 och 2 000 litern, samt en produktions-bioreaktor med en kapacitet på 10 000 liter. ”Den här bioreaktorn är idag en av de största i New-Food-industrin”, säger Ajay Dubey, VD på DDE. Det är inte bara storleken som imponerar. Även produktionstiden på endast 6 månader saknar motstycke. Det normala är 16–18 månader: ”Med Bürkerts hjälp kunde vi reducera marknadsledtiden med ca 67 %.” Inte ens vår kund trodde att det var möjligt – också för att det inte finns något annat företag i världen som kommer i närheten av den här korta produktionstiden. Är var det inte någon standardlösning som söktes. Rörlednings- och instrumentflödesschemat behövde utvecklas från grunden, förklarar Dubey utmaningen, och lägger till: ”Tack vare den enkla konfigurationen, kalibreringen och manövreringen av Bürkert-produkterna kunde vi även utföra den avslutande Factory Acceptance-provningen på ett effektivt sätt.”
Högt kostnadstryck
Rent tekniskt är fermenteringen i bioreaktorer inte något problem för Smart Proteins. Men kostnaderna för att odla kött idag är alldeles för höga, säger VD:n: ”Vi talar om en faktor 50 jämfört med konventionellt producerat kött. Fokus för hela branschen är därför att kunna producera odlat kött avsevärt effektivare.”
Tillverkarna letar därför förtvivlat efter nya lösningsansatser för att kunna höja produktutbytet. Men det gäller även att optimera tillverkningskostnaderna för bioreaktorerna för att kunna tillhandahålla odlat kött för en större marknad. ”Idag byggs bioreaktorer enligt den standard som gäller i läkemedelsindustrin. Den är bland de högsta som finns. Med Smart Proteins gäller dock de krav som ställs i livsmedelsbranschen. Därför behöver vi definiera processer och koncept på ett helt annat sätt än innan”, förklarar Dubey.
”Med Bürkerts hjälp kunde vi reducera den sedvanliga marknadsledtiden med ca 67 %.”
Skalbarhet innebär utmaningar
Här är det dock en utmaning att New-Food-industrin ännu är en relativt ny bransch, där standarder och erfarenheter ännu inte finns på samma sätt som t.ex. i läkemedelsindustrin. ”Vi måste fortfarande experimentera mycket. För det finns det en efterfrågan på skalbara lösningar. Och där är Bürkert-produkterna oslagbara”, säger DDE:s VD entusiastiskt. T.ex. optimerades fortfarande det optimala gasflödet för att uppnå ett maximerat produktutbyte. Därför krävdes en gasregleringslösning med motsvarande ett stort inställningsområde, som håller flödet exakt för alla olika reaktorstorlekar, även vid extremt låga volymflöden. För en exakt reglering av fermentorgaser använder vi därför kompakta, kalibrerbara massaflödesregulatorer (MFC:er) av typ 8741. ”Vid bioreaktorer arbetar vi vanligtvis med gasflöden upp till 70 % resp. med gasflödeskoefficienter på 1–2 vvm. Vid det aktuella projektet har vi möjliggjort för våra kunder att uppnå koefficienter ner till 0,1 vvm. Det är nivåer som hittills inte gått att nå i den här branschen”, säger Ajay Dubey. Därför använde DDE två parallella gasregleringskretsar. En egenutvecklad algoritm från Bürkert väljer den passande reglerkretsen beroende på vilket flöde som krävs.
Den utmärkta mät- och repeternoggrannheten på MFC:erna säkerställer att ett recept kan reproduceras tillförlitligt så snart ett passande optimerat blandningsförhållande ges som utgångspunkt.
Hygienisk näringsämnesdosering
En platsbesparande och lätt systemlösning som består av flödesmätaren FLOWave typ 8098 och reglerventilen typ 2380 med positioner ger en kontinuerligt säker näringsämnesmatning. Även här krävde kunden en stor flödsvariation på mellan 1 och 100 l/min. Den valda lösningen tillåter en exakt dosering även vid mycket låga flöden och tack vare CIP/SIP-kompatibiliteten är det en hygieniskt säker drift, säger DDE:s VD. ”Jämfört med peristaltiska pumpar är den här lösningen robust och är mycket enklare att rengöra. Vi pratar om mer än en miljon cellinjer. Här är en excellent rengöringsförmåga avgörande. Blocken och membranventilerna från Bürkert har en absolut steril konstruktion och har inga dödutrymmen. Det gör att vår kund kan producera nya satser snabbare utan att därvid riskera korskontamineringar.”
Tillförlitlig celltillväxt
DDE har tillsammans med Bürkert utvecklat en redundanslösning för att cellernas kultiveringsprocess inte ska avbrytas även vid ett eventuellt fel på ett analysinstrument har. ”Här underlättar Bürkert-produkternas omfattande kommunikationsmöjligheter avsevärt. Det gör att vi kan reagera snabbare på oönskade ändringar och öka processkvaliteten.”
Gemensam optimering
I ett transparent, öppet samarbete på ögonhöjd har DDE och Bürkert gemensamt uppnått ett imponerande genombrott för skaleringen av New-Food-produktionsprocesser. Och samarbetet fortsätter för att hitta ännu effektivare lösningar som gör att New-Food-industrin kan fortsätta växa, säger Ajay Dubey: ”Köttindustrin letar efter lönsammare och mer hållbara alternativ till de konventionella bioreaktorerna. Tillsammans med Bürkert undersöker vi möjligheterna för att optimera reglerkretsar som uppfyller användningsbehoven och automatiserar processerna effektivare. Vi har ambitiösa framtidsplaner.”
