Model predictive adaptive control of cell culture processes

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ralf Pörtner
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 1999 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5181798

Im Rahmen des Projektes soll für Zellkulturprozesse eine Prozeßführungsstrategie untersucht werden, die im Verlauf des Prozesses eine adaptive Anpassung von Modellparametern, die Optimierung von Steuerfunktionen wie z.B. Zufütterungsraten sowie die Planung des weiteren Soll-Prozeßverlaufes nach einem Optimierungskriterium ermöglicht. Durch die systematische Weiterentwicklung der adaptiv arbeitenden OLFO (Open-Loop-Feedback-Optimal)-Steuerung und ihre Kombination mit einem an der TUHH entwickelten, sehr leistungsfähigen Fed-Batch-Dialyse-Prozeß, bei dem suspendierten Zellen ein konzentriertes Substrat zugefüttert wird, während toxische Metabolite über eine Dialysemembran abgetrennt werden, wird ein wichtiger und neuartiger Ansatz zur Entwicklung der Prozeßführung von Zellkulturprozessen verfolgt. Wesentliche Elemente dieser Strategie sind ein Prozeßmodell, ein Parameteridentifikationsteil, in dem die Modellparameter anhand der aktuellen Prozeßdaten identifiziert werden, und ein Optimierungsteil zur Berechnung einer optimalen Steuerfunktion auf der Basis der aktuell gültigen Modellparameter und Prozeßzustände.

• DFG Programme: Research Grants