Computer control of continuous immobilized cell penicillin fermentations: Simulation studies

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Abstract

Immobilized cell technology provides a simple and promising alternative to submerged free cell fermentations for the production of antibiotics like penicillin-G. Recently, our biotechnology group has successfully developed a three phase fluidized bed bioreactor that is capable of running in a continuous mode more than 600 h. As a direct follow-up, we propose in this paper a simple process control system which will enable penicillin fermentations to run under any desired cell specific growth rate and penicillin concentration in the effluent stream. By implementing such a control scheme, the reactor productivity can be substantially increased, and hence, make continuous fermentations highly attractive economically.

Abstract

L'immobilisation des cellules est une technologie simple et prometteuse pouvant remplacer les fermentations submergées en présence de cellules libres, pour la production d'antibiotiques comme la pénicilline-G. Notre équipe a réussi dernièrement à mettre au point un bioréacteur en lit fluidisé à trois phases capable de fonctionner en mode continu au-delà de 600 heures. Pour faire suite à ce travail, on propose dans cet article un système de contrǒle de procédé simple qui permettra d'effectuer des fermentations de pénicilline à n'importe quelle valeur désirée de la vitesse de croissance des cellules et de la concentration de pénicilline dans le courant de l'effluent. L'utilisation d'un tel schéma de contrǒle permet d'augmenter de manière substantiate la productivité du réacteur et rend les precédés de fermentation continue intéressants sur le plan économique.

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