Full Description
Dies ist der zweite von zwei Bänden, die zusammen einen Überblick über die neuesten Fortschritte bei der Erzeugung und Anwendung digitaler Zwillinge in der Bioprozessentwicklung und -optimierung geben.
Bioprozesse haben sich in den letzten Jahrzehnten stark entwickelt, von datengetriebenen Ansätzen hin zur Digitalisierung der Bioprozessindustrie im 21. Jahrhundert. Darüber hinaus erfordert die hohe Nachfrage nach biotechnologischen Produkten effiziente Methoden, sowohl in der Forschung und Entwicklung als auch im Technologietransfer und in der Routineproduktion.
Ein vielversprechendes Werkzeug ist in diesem Zusammenhang der Einsatz von digitalen Zwillingen als virtuelle Darstellung des Bioprozesses. Sie spiegeln die Mechanik des biologischen Systems, die Wechselwirkungen zwischen Prozessparametern, Kennzahlen und Produktqualitätsmerkmalen in Form eines mathematischen Prozessmodells wider. Darüber hinaus ermöglichen digitale Zwillinge den Einsatz computergestützter Methoden, um ein besseres Prozessverständnis zu erlangen, neuartige Bioprozesse zu testen und zu planen sowie diese effizient zu überwachen.
Dieses Buch konzentriert sich auf die Anwendung digitaler Zwillinge in verschiedenen Kontexten, z.B. computergestützte Versuchsplanung, Seed-Train-Vorhersage und Lifeline-Analyse.
Die beiden Bände behandeln sowohl die Grundlagen als auch die Anwendungen und bieten damit eine ideale Einführung in das Thema für Forscher und Entwickler in Wissenschaft und Industrie.
Contents
Potenzial modellbasierter Versuchsplanungsansätze für das Scale-down von Bioprozessen.- Digitale Zwillinge und ihre Rolle in der modellgestützten Versuchsplanung.- Digitale Zwillinge für die Entwicklung und Umsetzung von Bioprozesssteuerungsstrategien.- Der Kalman-Filter zur Überwachung von Kultivierungsprozessen.- Die Herausforderung der Implementierung digitaler Zwillinge in operativen Wertschöpfungsketten.- Digitale Zwillinge in der (Bio-)Pharmaindustrie.- Numerische Methoden für das Design und die Beschreibung von In-vitro-Expansionsprozessen menschlicher mesenchymaler Stammzellen.- Euler-Lagrange-Simulationen: Ein geeignetes Werkzeug zur Vorhersage der Zellleistung in industriellen Bioreaktoren.
