Новини - Фармацевтични ферментационни процеси

Мониторингът и контролът на ферментацията означават създаване на перфектна среда за растеж и ферментация на микроби, а след това поддържане на стабилна ефективност, добив и постоянно качество на продукта. Ключови параметри като pH, разтворен кислород, температура, концентрации на субстрат, вискозитет са фактори, определящи качеството и ефективността във фармацевтичните фабрики, където към технологичните линии се поставят строги изисквания.

Необходимост от мониторинг на вискозитета и концентрацията на ферментационния бульон

Както концентрацията, така и вискозитетът служат като динамичен индикатор за микробния растеж, клетъчната плътност и състава на бульона, като оказват силно влияние върху критични фактори като масопренос, наличие на кислород и разпределение на хранителните вещества. Без щателен мониторинг на ферментацията и контрол на процеса, колебанията в концентрацията и вискозитета могат да нарушат деликатния баланс на ферментационната среда, което води до намалени добиви, непостоянно качество на продукта и скъпоструваща неефективност.

Непрекъснатото онлайн наблюдение на процеса на ферментация предоставя данни в реално време, което дава възможност на операторите да правят бързи и прецизни корекции на параметри като скорости на подаване на хранителни вещества и нива на аерация. Елиминирайте негативните ефекти, причинени от забавеното и отнемащо време ръчно вземане на проби.

Преглед на процеса на ферментация на пеницилиум

Фармацевтичната ферментация е сложен проект на микробиологията и инженерството, при който внимателно култивирани микроорганизми, като бактерии или гъбички, произвеждат жизненоважни биопродукти като антибиотици, ваксини и ензими.

Процесът на ферментация на Penicillium започва с подготовка на инокулума в резервоари за посев. След това се преминава към ферментация с подхранване в обогатена с хранителни вещества среда в големи дълбоко-резервоарни ферментатори, включително оборудване за възстановяване и пречистване. Концентрацията и вискозитетът на ферментационния бульон се наблюдават и регулират непрекъснато с помощта на вградени сензори за процеса, вътрешни контролери за моделиране и автоматизирани системи за повишаване на добива и предотвратяване на замърсяване.

Свойства на Penicillium Chrysogenum при периодична ферментация за производство на пеницилин

Penicillium chrysogenum, нишковидна гъба, е предпочитаният микроорганизъм за промишленото производство на пеницилин. Поведението му по време на ферментационния процес е много сложно и пряко влияе върху ефективността и добива на крайния продукт. Разбирането на свойствата му е от съществено значение за ефективния контрол на процеса.

По време на ферментацията вискозитетът и концентрацията са тясно свързани и промените в едното пряко влияят на другото. Тази връзка е критичен аспект от контрола на процеса, тъй като влияе върху всичко - от микробния растеж до добива на продукта.

Промени във вискозитета

Вискозитетът на ферментационния бульон е мярка за неговото съпротивление на течене. Той не е постоянен и обикновено се променя по време на ферментационния цикъл поради няколко фактора:

Концентрацията на микроорганизми се увеличава с растежа им и се размножават с нарастването на биомасата. Самото физическо присъствие създава гъста, преплетена мрежа от клетки, което значително повишава вискозитета на ферментационния бульон.

Клетъчният лизис настъпва в края на ферментацията. Микробите могат да лизират, ако клетките са стресирани, освобождавайки вътреклетъчни компоненти като ДНК и протеини. Тези големи молекули могат също значително да увеличат вискозитета на бульона.

Промени в концентрацията

Концентрацията варира с размножаването на бактериите, тъй като клетъчната плътност е причинила пренаселен бульон и по-чести взаимодействия между клетките. Разбира се, началната концентрация на субстрати като захари и хранителни вещества има очевиден ефект върху по-нататъшния растеж на микробите.

Секретираният протеин и полизахарид се натрупват при непрекъсната ферментация, допринасяйки за повишаване на концентрацията на разтворени или суспендирани твърди вещества.

Влияние на температурата и времето за ферментация върху производството на пеницилин V

Въздействието на връзката

Тясната връзка между вискозитета и концентрацията има важни последици за процеса на ферментация. Повишаването на вискозитета поради повишена концентрация може:

Затруднява масопреноса: Високият вискозитет затруднява пренасянето на важни газове като кислород от въздушните мехурчета в бульона, което ограничава способността на микробите да растат.

Намалена ефективност на смесване: По-гъстият бульон изисква повече енергия за ефективно смесване. Това може да доведе до застояли зони, където хранителните вещества се изчерпват и се натрупват отпадъчни продукти, създавайки неравномерна среда, която влияе негативно на производителността.

Влияние върху последващата обработка: Високовискозните бульони са по-трудни за филтриране, центрофугиране и пречистване по време на фазата на извличане на продукта, което прави целия процес по-малко ефективен и по-скъп.

Следователно, наблюдението на вискозитета и концентрацията в реално време е от решаващо значение за поддържане на оптимални условия, осигуряване на постоянно качество на продукта и максимален добив.

Приложения на вградения мониторинг на вискозитета

Трансформативният потенциал на онлайн мониторинга в процеса на ферментация е особено очевиден при производството на антибиотици, като например пеницилин. Проследяването на вискозитета в реално време позволява на операторите да измерват микробния растеж и консистенцията на бульона, което позволява прецизно регулиране на стратегиите за хранене, аериране и разбъркване.

Автоматизираните технологични процеси действат като предупредителен сигнал за потенциални аномалии, замърсяване, образуване на пяна, за да предотвратят производствени аварии. Освен това, те позволяват мащабируемост от лабораторни до промишлени биореактори.

онлайн измервател на плътност и концентрация

Решения за измерване на вискозитет на Lonnmeter

Основни функции и технически спецификации

Вграденият санитарен вискозиметър ифармацевтичен плътностомерса предназначени за наблюдение на ферментацията и контрол на процесите във фармацевтични приложения. Специалният им механичен дизайн намалява възможностите за натрупване на бактерии, изисква редовна поддръжка и дори подмяна.

Тезиинструменти за автоматизация на линиятаОсигуряват измервания на вискозитета и плътността в реално време, осигурявайки постоянни условия на хранителната среда в биореакторите. Вграденият санитарен вискозиметър е с диапазон на вискозитета 10–10 000 000 cP. Температурният му толеранс достига 350°C.

Оборудвани с усъвършенствани вибрационни или резонансни сензори, тези инструменти осигуряват прецизни показания в динамични условия и се интегрират безпроблемно с PLC и DCS системи за автоматизирано управление, което ги прави идеални за процеса на ферментация на пеницилин.

Предимства пред традиционните офлайн методи

Вградените инструменти за измерване на вискозитет на Lonnmeter превъзхождат традиционните офлайн методи. Усъвършенстваните инструменти за автоматизация на процесите позволяват незабавни корекции на процеса, елиминирайки грешките при вземане на проби.

Тяхната прецизност при работа с ненютонови бульони надминава тази на офлайн инструментите, които често се провалят със сложни течности. Санитарният дизайн минимизира рисковете от замърсяване, което е критично във фармацевтичните условия, докато автоматизираното събиране на данни намалява човешките грешки, осигурявайки превъзходна надеждност за онлайн наблюдение на процеса на ферментация.

Предимства на автоматизацията на ферментационния процес

Решенията на Lonnmeter трансформират автоматизацията в непрекъснатата ферментация на пеницилин, предоставяйки несравними предимства. Те осигуряват постоянен вискозитет на ферментационния бульон, което води до равномерни добиви на пеницилин и висока чистота.

Автоматизираният контрол на вискозитета намалява отпадъците, консумацията на енергия и времето на престой, което води до значителни икономии на разходи. Данните в реално време позволяват фина настройка на скоростите на подаване, аерацията и разбъркването, оптимизирайки ефективността на процеса.

Критичното значение на мониторинга на вискозитета във фармацевтичната ферментация, особено за процеса на ферментация на пеницилин, не може да бъде надценено. Изведете процеса си на ферментация на следващото ниво - свържете се с Lonnmeter още днес, за да поискате персонализирана оферта за нашите усъвършенствани решения за измерване на вискозитет и да отключите несравнима прецизност на производството!

Вземете мерки сега

Време на публикуване: 14 август 2025 г.