Analisi dei problemi di contaminazione e propagazione in un impianto di fermentazioni industriali

Le produzioni biotecnologiche si basano sulla coltivazione di microorganismi in ambienti controllati in cui è mantenuta l’axenicità, cioè l’assenza di microorganismi diversi da quello coltivato. L’axenicità si ottiene sterilizzando tutte le apparecchiature e i flussi in entrata al reattore prima dell’inoculo e assicurando la sterilità dei prodotti aggiunti durante la fermentazione. Se si presentano dei microorganismi estranei ci si trova davanti ad un caso di contaminazione che generalmente può essere batterica o fagica. Nell’impianto esaminato nella presente tesi viene utilizzato un ceppo ingegnerizzato di E. coli che utilizza glucosio come fonte di carbonio e necessita di ossigenazione assicurata mediante insufflazione di aria sterile. Nel 2021 e inizio 2022, nell’impianto, si sono presentati molti casi di contaminazioni batteriche e talvolta fagiche, che hanno portato a frequenti rallentamenti della produzione e alla perdita di lotti produttivi. Per individuare le possibili cause delle contaminazioni sono stati verificati i parametri di sterilizzazione delle materie prime e dei reattori; successivamente, sono stati analizzati i parametri operativi per cercare delle correlazioni tra di essi e l’andamento delle contaminazioni. Infine, sono state studiate le manutenzioni effettuate sull’impianto in concomitanza delle diminuzioni delle contaminazioni. Dal lavoro effettuato è stato ottenuto un piano di manutenzioni consigliate per il monitoraggio e la riduzione delle contaminazioni.