Praćenje i kontrola fermentacije znače stvaranje savršenog okruženja za rast i fermentaciju mikroba, a zatim održavanje stabilne efikasnosti, prinosa i konzistentnog kvaliteta proizvoda. Ključni parametri poput pH, rastvorenog kisika, temperature, koncentracije supstrata i viskoznosti su faktori koji određuju kvalitet i efikasnost u farmaceutskim fabrikama, u kojima se za procesne linije postavljaju rigorozni zahtjevi.
Potrebe za praćenjem viskoznosti i koncentracije fermentacijske juhe
I koncentracija i viskoznost služe kao dinamički pokazatelj rasta mikroba, gustoće ćelija i sastava juhe, duboko utičući na kritične faktore kao što su prijenos mase, dostupnost kisika i distribucija hranjivih tvari. Bez pažljivog praćenja fermentacije i kontrole procesa, fluktuacije u koncentraciji i viskoznosti mogu poremetiti osjetljivu ravnotežu fermentacijske okoline, što dovodi do smanjenog prinosa, nedosljednog kvaliteta proizvoda i skupih neefikasnosti.
Kontinuirano online praćenje procesa fermentacije pruža podatke u realnom vremenu, omogućavajući operaterima da brzo i precizno prilagode parametre poput brzine dodavanja hranjivih tvari i nivoa aeracije. Eliminišite negativne efekte uzrokovane odgođenim i dugotrajnim ručnim uzorkovanjem.
Pregled procesa fermentacije Penicilliuma
Farmaceutska fermentacija je sofisticirani projekt mikrobiologije i inženjerstva, gdje pažljivo kultivirani mikroorganizmi, poput bakterija ili gljivica, proizvode vitalne bioproizvode poput antibiotika, vakcina i enzima.
Proces fermentacije Penicillium započinje pripremom inokuluma u spremnicima za sjeme. Zatim se prelazi na fermentaciju u šaržnoj fazi s pritokom u medijima obogaćenim hranjivim tvarima unutar velikih fermentora s dubokim spremnicima, uključujući nizvodnu opremu za oporavak i pročišćavanje. Koncentracija i viskoznost fermentacijske juhe kontinuirano se prate i reguliraju pomoću linijskih senzora procesa, internih kontrolera modela i automatiziranih sistema za povećanje prinosa i sprječavanje kontaminacije.
Svojstva Penicillium Chrysogenum u šaržnoj fermentaciji za proizvodnju penicilina
Penicillium chrysogenum, filamentozna gljiva, je mikroorganizam izbora za industrijsku proizvodnju penicilina. Njeno ponašanje tokom procesa fermentacije je vrlo složeno i direktno utiče na efikasnost i prinos konačnog proizvoda. Razumijevanje njenih svojstava je ključno za efikasnu kontrolu procesa.
Tokom fermentacije, viskoznost i koncentracija su usko povezane, a promjene u jednom direktno utiču na drugo. Ovaj odnos je ključni aspekt kontrole procesa, jer utiče na sve, od rasta mikroba do prinosa proizvoda.
Promjene viskoznosti
Viskoznost fermentacijske juhe je mjera njenog otpora protoku. Nije konstantna i obično se mijenja tokom ciklusa fermentacije zbog nekoliko faktora:
Koncentracija mikroorganizama se povećava s njihovim rastom i množe se u rastu biomase. Samo fizičko prisustvo stvara gustu, isprepletenu mrežu ćelija, što značajno povećava viskoznost fermentacijske juhe.
Liza ćelija se dešava na kraju fermentacije. Mikrobi mogu lizirati ako su ćelije pod stresom, oslobađajući unutarćelijske komponente poput DNK i proteina. Ove velike molekule također mogu značajno povećati viskoznost juhe.
Promjene koncentracije
Koncentracija fluktuira s razmnožavanjem bakterija, jer gustoća ćelija uzrokuje prenatrpanu juhu i češće interakcije između ćelija. Naravno, početna koncentracija supstrata poput šećera i hranjivih tvari ima očigledan utjecaj na daljnji rast mikroba.
Izlučeni proteini i polisaharidi se akumuliraju u kontinuiranoj fermentaciji, doprinoseći povećanju koncentracije rastvorenih ili suspendovanih čvrstih materija.
Utjecaj veze
Bliska veza između viskoznosti i koncentracije ima velike implikacije na proces fermentacije. Povećanje viskoznosti zbog povećane koncentracije može:
Ometaju prijenos mase: Visoka viskoznost otežava prijenos esencijalnih plinova poput kisika iz mjehurića zraka u juhu, ograničavajući sposobnost mikroba da rastu.
Smanjenje efikasnosti miješanja: Gušća juha zahtijeva više energije za efikasno miješanje. To može dovesti do stagnantnih zona gdje se hranjive tvari iscrpljuju, a otpadni proizvodi nakupljaju, stvarajući neujednačeno okruženje koje negativno utječe na produktivnost.
Utjecaj na daljnju obradu: Visoko viskozne juhe je teže filtrirati, centrifugirati i pročišćavati tokom faze izdvajanja proizvoda, što cijeli proces čini manje efikasnim i skupljim.
Stoga je praćenje viskoznosti i koncentracije u realnom vremenu ključno za održavanje optimalnih uslova, osiguranje konzistentne kvalitete proizvoda i maksimiziranje prinosa.
Primjena inline praćenja viskoznosti
Transformativni potencijal online praćenja u procesu fermentacije posebno je očigledan u proizvodnji antibiotika, poput penicilina. Praćenje viskoznosti u stvarnom vremenu omogućava operaterima da mjere rast mikroba i konzistenciju juhe, omogućavajući precizno prilagođavanje strategijama hranjenja, aeracije i miješanja.
Tehnologije automatiziranih procesa djeluju kao alarm za potencijalne anomalije, kontaminaciju i stvaranje pjene kako bi se spriječile proizvodne nesreće. Štaviše, omogućavaju skalabilnost od laboratorijskih do industrijskih bioreaktora.
Lonnmeter rješenja za mjerenje viskoznosti u liniji
Glavne funkcije i tehničke specifikacije
Ugrađeni sanitarni viskozimetar ifarmaceutski mjerač gustoćesu dizajnirani za praćenje fermentacije i kontrolu procesa u farmaceutskim primjenama. Njihov poseban mehanički dizajn smanjuje mogućnost nakupljanja bakterija, redovnog održavanja, pa čak i zamjene.
Oviinstrumenti za automatizaciju u linijiOmogućavaju mjerenja viskoznosti i gustoće u realnom vremenu, osiguravajući konzistentne uvjete juhe u bioreaktorima. Inline sanitarni viskozimetar ima raspon viskoznosti od 10 do 10.000.000 cP. Njegova temperaturna tolerancija doseže 350°C.
Opremljeni naprednim vibracijskim ili rezonantnim senzorima, ovi instrumenti pružaju precizna očitavanja u dinamičkim uslovima i besprijekorno se integrišu sa PLC i DCS sistemima za automatsku kontrolu, što ih čini idealnim za proces fermentacije penicilina.
Prednosti u odnosu na tradicionalne offline metode
Lonnmeterovi instrumenti za mjerenje viskoznosti u liniji nadmašuju tradicionalne offline metode. Napredni alati za automatizaciju procesa omogućavaju trenutna podešavanja procesa, eliminirajući greške u uzorkovanju.
Njihova preciznost u rukovanju ne-Newtonovim juhama nadmašuje offline alate, koji često postaju problematični sa složenim tekućinama. Sanitarni dizajn minimizira rizike od kontaminacije, što je ključno u farmaceutskim okruženjima, dok automatizirano prikupljanje podataka smanjuje ljudske greške, osiguravajući vrhunsku pouzdanost za online praćenje procesa fermentacije.
Prednosti automatizacije procesa fermentacije
Lonnmeterova rješenja transformiraju automatizaciju u kontinuiranoj fermentaciji penicilina, pružajući neusporedive prednosti. Osiguravaju konzistentnu viskoznost fermentacijske juhe, što rezultira ujednačenim prinosom penicilina i visokom čistoćom.
Automatizirana kontrola viskoznosti smanjuje otpad, potrošnju energije i zastoje, što dovodi do značajnih ušteda troškova. Podaci u stvarnom vremenu omogućavaju fino podešavanje brzina punjenja, aeracije i miješanja, optimizirajući efikasnost procesa.
Kritična važnost linijskog praćenja viskoznosti u farmaceutskoj fermentaciji, posebno za proces fermentacije penicilina, ne može se dovoljno naglasiti. Podignite svoj proces fermentacije na viši nivo - kontaktirajte Lonnmeter danas kako biste zatražili personaliziranu ponudu za naša napredna rješenja za mjerenje viskoznosti i otključali neusporedivu preciznost proizvodnje!
Vrijeme objave: 14. avg. 2025.
