Process Scientist

En process scientist får en proces til at virke i stor skala. Ikke bare på laboratoriebordet. Forskellen mellem 2 liter og 2.000 liter er hele faget.

Rollen findes primært i biotek og medicinalproduktion. Store danske arbejdsgivere er Novo Nordisk, Novonesis, Bavarian Nordic, LEO Pharma, Chr. Hansen-delen af Novonesis, Fujifilm Diosynth og AGC Biologics. Også fødevare- og enzymindustrien bruger titlen.

Faget deles typisk i to halvdele:

Upstream handler om at dyrke cellerne. Man arbejder med bakterier, gær eller pattedyrceller i bioreaktorer. Man styrer temperatur, pH, ilt og fodring, så cellerne producerer mest muligt af det ønskede protein.

Downstream handler om at rense produktet bagefter. Man arbejder med centrifugering, filtrering og kromatografi. Målet er at fjerne alt andet uden at ødelægge produktet.

Typiske opgaver:

• Køre fermenteringer i bioreaktorer fra få liter op til pilotskala
• Designe forsøgsserier med statistisk forsøgsplanlægning (Design of Experiments)
• Optimere udbytte, renhed og kørselstid — ofte handler det om få procent, der betyder millioner i produktion
• Udvikle rensetrin: valg af kromatografisøjle, buffer, flowhastighed og elueringsprofil
• Skalere op fra laboratorium til pilotanlæg og videre til produktionsanlægget (scale-up)
• Definere kritiske proceparametre og kvalitetsattributter (CPP og CQA)
• Køre teknologioverførsel til produktionen og stå ved siden af operatørerne under de første kørsler
• Skrive batchprotokoller, udviklingsrapporter og bidrage til ansøgningens modul 3 om produktion
• Fejlsøge, når en batch i produktionen afviger, og skrive afvigelsesrapporten
• Bidrage til procesvalidering: bevise at processen giver samme resultat hver gang

En almindelig dag er delt mellem laboratorium, kontor og produktion. Morgenen starter med at tjekke bioreaktorerne, der har kørt natten over. En kørsel har fået for lav ilttilførsel, og man beslutter, om den skal stoppes. Formiddagen går med at tage prøver og analysere gårsdagens data. Efter frokost er der møde om et opskaleringsforsøg. Sidst på dagen skriver man rapport og planlægger næste uges forsøg.

Fermenteringer følger ikke kontortid. En kørsel kan tage tre til fjorten dage, og prøver skal tages, når de skal. Weekendvagter og skæve tider forekommer i udviklingsfaser.

Det svære ved faget er, at biologi ikke opfører sig lineært. Noget der virker perfekt i 5 liter, kan fejle i 500 liter, fordi omrøring og iltoverførsel ændrer sig. Man skal kunne forklare hvorfor, ikke bare konstatere det.

Hvilken lovgivning dækker denne rolle?

Titlen kræver ingen autorisation, men processen er reguleret. EU's GMP-regler i EudraLex Volume 4 gælder for al lægemiddelproduktion, og Lægemiddelstyrelsen fører tilsyn og udsteder fremstillingstilladelser i Danmark. Retningslinjerne ICH Q8 om lægemiddeludvikling, ICH Q9 om risikostyring og ICH Q11 om udvikling af aktive stoffer beskriver, hvordan man skal dokumentere valget af proceparametre. Selve procesbeskrivelsen indgår i modul 3 af ansøgningen om markedsføringstilladelse hos Lægemiddelstyrelsen eller EMA, og væsentlige ændringer i processen kræver en godkendt variation bagefter. Arbejder man med genetisk modificerede organismer, gælder desuden Miljøstyrelsens regler om indesluttet brug af GMO.

Man kommer ind med en teknisk-naturvidenskabelig uddannelse, hvor både biologi og procesteknik fylder.

De mest brugte danske uddannelser:

• Civilingeniør i bioteknologi — DTU eller Aalborg Universitet, fem år i alt
• Civilingeniør i kemi og bioteknologi eller kemiteknik — DTU, AAU eller SDU
• Cand.scient. i biotechnology, molekylærbiologi eller biokemi — Københavns Universitet, Aarhus Universitet eller DTU
• Diplomingeniør i bioteknologi eller kemiteknik — 3,5 år, med praktik. Går ofte direkte til produktionsnære roller
• Procesteknolog — erhvervsakademiuddannelse på to år, ofte suppleret med professionsbachelor
• Laborant — professionsbachelor på 3,5 år. Kommer typisk ind som tekniker og arbejder sig op

Adgangskravet til ingeniøruddannelserne er typisk Matematik A, Fysik B og Kemi B. Gennemsnitskravet svinger mellem år og studie.

En ph.d. er ikke et krav, men ses ofte i stillinger med titlen scientist eller senior scientist. Uden ph.d. hedder titlen tit process engineer eller process technician i starten. I mange danske virksomheder er grænsen glidende.

Alternative veje ind i faget:

• Fra laboratoriet: laborant eller bioanalytiker, der får ansvar for egne kørsler og videreuddanner sig
• Fra produktionen: procesoperatør med erfaring fra anlægget, der læser videre som procesteknolog
• Fra forskning: postdoc i mikrobiologi eller biokemi, der skifter til industriel skala
• Fra bryggeri- eller fødevareindustrien, hvor fermentering foregår efter samme principper
• Via studiejob eller specialesamarbejde med en virksomhed. Meget udbredt vej ind hos Novo Nordisk og Novonesis

GMP-træning er et krav i praksis og gives internt. Kurser i statistisk forsøgsplanlægning (DoE) og i procesvalidering vejer tungt. Kendskab til ICH Q8 og Q11 forventes i udviklingsroller.

Engelsk på højt niveau er nødvendigt. Rapporter, systemer og møder er på engelsk i de fleste virksomheder.

Regn med et til tre år, før man selvstændigt planlægger og kører et opskaleringsprojekt. Herefter går karrieren til senior scientist, principal scientist eller projektleder for en teknologioverførsel. Andre spor er manufacturing science and technology (MSAT), procesvalidering, kvalitetssikring som QA-specialist, produktionsledelse eller regulatory affairs med ansvar for modul 3. Nogle går til udstyrsleverandører som Sartorius eller Cytiva som tekniske specialister.

Faget er praktisk. Man arbejder med udstyr, prøver og data i samme uge.

• Bioreaktorer og fermentorer: Sartorius Ambr og BIOSTAT, Eppendorf DASGIP eller Applikon. Ambr-systemer kører mange små parallelle kørsler på én gang
• Kromatografianlæg: ÄKTA fra Cytiva er standarden til rensning i laboratorie- og pilotskala
• Filtrering: tangential flow filtration (TFF), dybdefiltre og sterilfiltre fra Pall, Merck Millipore eller Repligen
• Analyse: HPLC og UPLC, SDS-PAGE, western blot, ELISA, massespektrometri og celletællere. Bruges til at måle udbytte og renhed
• Automatisering og styring: SCADA- og DCS-systemer som Siemens PCS 7 eller Emerson DeltaV i pilot og produktion
• Dataanalyse og forsøgsplanlægning: JMP, Minitab eller Design-Expert til DoE. Python eller MATLAB til modellering, R til statistik
• Procesmodellering: SuperPro Designer til massebalancer og økonomi, samt egne modeller for iltoverførsel og skalering
• PAT (Process Analytical Technology): sensorer, der måler undervejs, for eksempel NIR-spektroskopi og online-celletæthed
• Dokumentation: elektronisk laboratoriejournal (ELN) som Benchling eller LabArchives, LIMS til prøvedata og dokumentstyring i Veeva Vault QualityDocs eller TrackWise til afvigelser

Enhedsoperationerne er de samme uanset produkt: fermentering, høst, centrifugering, filtrering, kromatografi og formulering. Forskellen ligger i, hvor følsomt produktet er, og hvor rent det skal være.