Hvorfor er det vigtigt at kunne opskalere?
Opskalering er særligt vigtigt inden for biotek til den grønne omstilling, fordi hele formålet er, at løsningen skal kunne gøre en forskel. Hvis de grønne løsninger ikke kan bruges i stor skala, så rykker de ikke for alvor noget i forhold til klimaet. Derfor er det vigtigt tidligt i forskningen at finde ud af, om det kan opskaleres.
Hvorfor er opskalering en særlig udfordring inden for bioteknologi?
I bioprocesser er de celler eller enzymer, der udfører reaktionerne, følsomme over for deres omgivelser. Og når du opskalerer, så ændrer omgivelserne sig. Processen er nem nok i en lille tank i laboratoriet, men når du går til en bioreaktor på 100.000 liter, så er miljøet ikke fuldstændig homogent hele tiden. Der kan være forskel på koncentrationen eller pH-værdien i forskellige dele af reaktoren, og det kan celler og enzymer ikke lide. Det betyder, at processerne ikke fungerer så effektivt, som de ville på laboratorieskala.
Hvad er konsekvensen af ikke at tænke opskalering ind tidligt nok?
Der er mange idéer, der aldrig kommer videre end laboratoriet, fordi der er praktiske problemer med opskaleringen, eller det bliver måske ikke implementeret på en optimal måde. Enten finder man ud af, at det slet ikke fungerer, når man opskalerer, eller også giver man op, før man når så langt. Tidligere tænkte forskere ikke på opskalering tidligt nok i processen, og det er til dels stadig tilfældet i dag. Men på DTU har vi fokus på altid at tænke slutmålet ind fra begyndelsen, så man er bevidst om, hvad den endelige skala er, som det skal operere i for at få succes.
Hvordan kan vi blive bedre til at opskalere?
Det vigtigste er, at biologer, kemikere og kemiingeniører arbejder sammen fra begyndelsen. Derudover forsøger vi at efterligne, det der foregår i stor skala, men på en mindre skala. Det kalder vi scale down, og det er en meget billigere måde at teste skalering på.
Hvordan gør man det?
Vi ved, at når eksempelvis en celle kommer ind i en stor bioreaktor, så cirkuleres den og bliver udsat for forskellige miljøer. Og det kan vi prøve at simulere ved kortvarigt at udsætte den for først en høj koncentration, så en lav, og gentage det og se, hvordan cellen reagerer. Men selv ved at bruge nedskalerede metoder, så kan man ikke bare gå fra 100 ml til 100 kubikmeter, så vi er nødt til at have et trin imellem, og derfor har vi vores Pilot Plant, der er en mindre udgave af et fabriksanlæg, som vi bruger til storskalaforsøg. Her kan studerende, forskere og virksomheder teste deres processer under realistiske forhold.
