Turun Proteiiniydin – Tiedolla ohjattu biotuotannon optimointi

Kehitämme skaalautuvia, digitaalisesti optimoituja fermentointiyksiköitä

Projektin kesto

1.8.2025 – 31.7.2027

Rahoituslähde

Business Finland

Kokonaisrahoitus

199 946 €

Hanke keskittyy uuden sukupolven pienimuotoisten fermentointiyksiköiden kehittämiseen biolääketieteellisen tutkimuksen ja tuotannon tarpeisiin. Yhdistämällä reaaliaikaisen digitaalisen seurannan, kehittyneet sekoitusjärjestelmät ja skaalautuvan, modulaarisen rakenteen hanke edistää kustannus- ja energiatehokasta bioprosessointia.
Näiden ratkaisujen avulla pk-yritykset ja tutkimuslaitokset voivat optimoida fermentointiprosessejaan, nopeuttaa lääkekehitystä ja parantaa tuotannon saantoa. Samalla hanke vahvistaa tutkimuslaitosten ja pk-yritysten yhteistyötä sekä tukee kestävää ja digitaalista siirtymää bioteknologian alalla.

Biofarmaseuttiset lääkkeet ovat elävistä organismeista peräisin olevia aineita. Niitä käytetään sairauden oireiden ehkäisyyn, diagnosointiin, hoitoon tai lievittämiseen. Niiden kehittäminen on monimutkainen prosessi, joka perustuu vahvasti tutkimus- ja kehitystyöhön. Pienillä ja keskisuurilla yrityksillä (pk-yrityksillä) on keskeinen rooli tuotekehityksen alkuvaiheissa. Tie tutkimuslaboratoriosta tuotantoon on pitkä. Biofarmaseuttisia aineita on testattava, analysoitava ja jalostettava lukemattomilla kokeilla – ja yksi tämän matkan kriittisimmistä vaiheista on fermentointi.

Turun Proteiini -projekti pyrkii mullistamaan biofarmaseuttisen tuotannon kehittämällä älykkään ja modulaarisen fermentointialustan, joka on suunnattu erityisesti pk-yrityksille ja tutkimuslaitoksille. Tavoitteena on luoda kompakteja fermentointiyksiköitä, jotka ovat skaalautuvia, energiatehokkaita ja digitaalisesti optimoituja bioteknologian sovelluksiin.
Yksiköt on suunniteltu viljelemään monipuolisia organismeja, kuten Escherichia coli -bakteereja, anaerobisia maaperäbakteereja ja eukaryoottisia solulinjoja, jotka ovat keskeisiä proteiinien, vaikuttavien lääkeaineiden (API) ja nykyaikaisten hoitomuotojen, kuten vasta-aineiden, tuotannossa.

Projektin keskeinen innovaatio on reaaliaikaisen digitaalisen valvontajärjestelmän integrointi. Järjestelmä seuraa jatkuvasti fermentoinnin keskeisiä parametreja, kuten lämpötilaa, kaasukoostumusta ja ravinteiden tasoa. Yhdistettynä ennustaviin matemaattisiin malleihin järjestelmä mahdollistaa prosessin tarkan ohjauksen ja optimoinnin, muuttaen perinteisen manuaalisen fermentoinnin älykkääksi, automatisoiduksi ja teollisuus 4.0 -yhteensopivaksi prosessiksi.

Digitalisaatio parantaa tuottavuutta, johdonmukaisuutta ja skaalautuvuutta erityisesti pk-yrityksille, joilla on usein rajalliset resurssit

Projektissa kehitetään myös uusi pyörivä sekoitinlapajärjestelmä, joka suunnitellaan laajamittaisten laskennallisten virtausdynamiikkasimulaatioiden (CFD) avulla. Järjestelmä parantaa ilman ja ravinteiden jakautumista sekä minimoi soluvaurioita, joita aiheutuu kavitaatiosta ja leikkausvoimista. CFD-mallit tukevat myös virtuaalisten antureiden kehittämistä, mikä edelleen vahvistaa fermentointiyksiköiden digitaalista valvontakykyä.

Fermentointiyksiköt ovat modulaarisia ja muokattavissa, mikä mahdollistaa nopean prototypoinnin ja rinnakkaisen erätuotannon. Niiden edullisuus ja joustavuus tekevät niistä ihanteellisia pk-yrityksille, jotka osallistuvat lääkeaineiden varhaisen vaiheen tutkimukseen ja kehitykseen.

Projektin lopputuloksena syntyy monipuolinen, skaalautuva ja pitkälle automatisoitu fermentointialusta, joka vastaa biolääketieteen alan muuttuviin tarpeisiin. Se antaa pk-yrityksille ja tutkimuslaitoksille mahdollisuuden innovoida nopeammin, tuottaa tehokkaammin ja kilpailla globaalisti biolääketieteen markkinoilla.