DownstreamVerarbeitung

DownstreamVerarbeitung bezeichnet im Kontext der Biotechnologie und chemischen Verfahrenstechnik den Teilprozess nach der upstream-Produktion. Ziel ist es, das erzeugte Produkt aus der Fermentations- oder Synthesebrüh zu gewinnen, zu reinigen, zu stabilisieren und in eine verwendbare Endform zu überführen. Typische Aufgaben umfassen Abtrennung von Trägerstoffen, Konzentrierung, Reinigung, Polierung sowie Formulierung und sterile Endfertigung.

Zu den typischen Unit Operations gehören Klärung oder Abtrennung von Trägerstoffen, Zentrifugation oder Filtration zur Entfernung von Zellen und Feststoffen, Konzentrierung durch Ultrafiltration oder Verdampfung, sowie Reinigung und Politur durch chromatographische Trennverfahren (z. B. Ionenaustausch, Affinitäts- oder Größen-exklusionsbasierte Chromatographie) und gegebenenfalls Kristallisation oder Fällung. Abschließend erfolgen Formulierung, Stabilisierung und ggf. sterile Abfüllung.

Technologien umfassen Membranverfahren (Dialyse, Ultrafiltration, Nanofiltration), Filtration, Zentrifugation, Fällung, Kristallisation sowie verschiedene Chromatographiesysteme. Modernes DownstreamVerarbeitung-Design setzt auf integrierte Betriebsabläufe, Prozessanalytik (PAT) und Qualitätskontrolle, um Reinheit, Ausbeute und Kosten zu optimieren.

Anwendungsbereiche liegen vor allem in der pharmazeutischen Biotechnologie, der Herstellung von Enzymen, Impfstoffen, Therapeutika und biotechnologischen Produkten. Auch Lebensmittel- und Naturstoffindustrie, Umwelttechnologien sowie Forschungseinrichtungen setzen DownstreamVerarbeitung ein, um Produktqualität zu sichern und regulatorischen Anforderungen zu genügen.

Die DownstreamVerarbeitung ist eng mit der Upstream-Produktion verbunden; Veränderungen in der Fermentation, dem Expressionssystem oder der Prozessführung beeinflussen Ausbeute und Reinheit. Wichtige Aspekte umfassen Qualitätssicherung, GMP-Standards, Validierung von Prozessen, Skalierbarkeit und Kostenmanagement. Der Begriff variiert je nach Branche und Region.