El control i la monitorització del procés de fermentació signifiquen crear un entorn de creixement i fermentació perfecte per als microbis, mantenint així una eficiència estable, un rendiment i una qualitat del producte consistent. Els paràmetres clau com el pH, l'oxigen dissolt, la temperatura, les concentracions del substrat i la viscositat són factors que determinen la qualitat i l'eficiència a les fàbriques farmacèutiques, on s'estableixen requisits rigorosos per a la línia de procés.
Necessitats del control de la viscositat i la concentració del brou de fermentació
Tant la concentració com la viscositat serveixen com a indicador dinàmic del creixement microbià, la densitat cel·lular i la composició del brou, i influeixen profundament en factors crítics com la transferència de massa, la disponibilitat d'oxigen i la distribució de nutrients. Sense un seguiment meticulós de la fermentació i un control del procés, les fluctuacions de la concentració i la viscositat poden alterar el delicat equilibri de l'entorn de fermentació, provocant una disminució del rendiment, una qualitat del producte inconsistent i ineficiències costoses.
El monitoratge continu en línia del procés de fermentació proporciona dades en temps real, cosa que permet als operadors fer ajustaments ràpids i precisos a paràmetres com les taxes d'alimentació de nutrients i els nivells d'aireació. Elimina els efectes negatius provocats pel mostreig manual retardat i que requereix molt de temps.
Visió general del procés de fermentació del penicillium
La fermentació farmacèutica és un projecte sofisticat de microbiologia i enginyeria, on microorganismes cultivats acuradament, com ara bacteris o fongs, produeixen bioproductes vitals com ara antibiòtics, vacunes i enzims.
El procés de fermentació de Penicillium comença amb la preparació de l'inocul en tancs de sembra. Després passa a la fermentació per lots en medis enriquits amb nutrients dins de grans fermentadors de tancs profunds, incloent-hi equips posteriors per a la recuperació i purificació. La concentració i la viscositat del brou de fermentació es controlen i regulen contínuament mitjançant sensors de procés en línia, controladors de models interns i sistemes automatitzats per millorar el rendiment i prevenir la contaminació.
Propietats de Penicillium Chrysogenum en la fermentació per lots per a la producció de penicil·lina
El Penicillium chrysogenum, un fong filamentós, és el microorganisme preferit per a la producció industrial de penicil·lina. El seu comportament durant el procés de fermentació és molt complex i afecta directament l'eficiència i el rendiment del producte final. Comprendre les seves propietats és essencial per a un control eficaç del procés.
Durant la fermentació, la viscositat i la concentració estan estretament relacionades, i els canvis en una afecten directament l'altra. Aquesta relació és un aspecte crític del control del procés, ja que afecta tot, des del creixement microbià fins al rendiment del producte.
Canvis de viscositat
La viscositat d'un brou de fermentació és una mesura de la seva resistència al flux. No és constant i normalment canvia al llarg del cicle de fermentació a causa de diversos factors:
La concentració de microorganismes augmenta amb el seu creixement i es multipliquen en el creixement de la biomassa. La simple presència física crea una xarxa densa i entrellaçada de cèl·lules, que augmenta significativament la viscositat del brou de fermentació.
La lisi cel·lular es produeix al final de la fermentació. Els microbis poden lisar-se si les cèl·lules estan sotmeses a estrès, alliberant components intracel·lulars com l'ADN i les proteïnes. Aquestes grans molècules també poden augmentar significativament la viscositat del brou.
Canvis de concentració
La concentració fluctua amb la multiplicació dels bacteris, ja que la densitat cel·lular provoca un brou aglomerat i interaccions més freqüents entre cèl·lules. Per descomptat, la concentració inicial de substrats com sucres i nutrients té un efecte evident sobre el creixement posterior dels microbis.
Les proteïnes i els polisacàrids secretats s'acumulen en la fermentació contínua, contribuint a l'augment de la concentració de sòlids dissolts o en suspensió.
L'impacte de la relació
L'estreta relació entre la viscositat i la concentració té implicacions importants per al procés de fermentació. Un augment de la viscositat a causa d'una major concentració pot:
Dificultar la transferència de massa: l'alta viscositat dificulta la transferència de gasos essencials com l'oxigen de les bombolles d'aire al brou, cosa que limita la capacitat dels microbis per créixer.
Disminució de l'eficiència de la barreja: Un brou més espès requereix més energia per barrejar-se eficaçment. Això pot provocar zones estancades on els nutrients s'esgoten i s'acumulen productes de rebuig, creant un entorn desigual que afecta negativament la productivitat.
Afecta el processament posterior: els brous altament viscosos són més difícils de filtrar, centrifugar i purificar durant la fase de recuperació del producte, cosa que fa que tot el procés sigui menys eficient i més costós.
Per tant, el control de la viscositat i la concentració en temps real és crucial per mantenir unes condicions òptimes, garantir una qualitat constant del producte i maximitzar el rendiment.
Aplicacions de la monitorització de viscositat en línia
El potencial transformador del monitoratge en línia en el procés de fermentació és particularment evident en la producció d'antibiòtics, com la penicil·lina. El seguiment de la viscositat en temps real permet als operadors mesurar el creixement microbià i la consistència del brou, cosa que permet ajustar amb precisió les estratègies d'alimentació, l'aireació i l'agitació.
Les tecnologies de processos automatitzades actuen com a alerta davant de possibles anomalies, contaminació i formació d'escuma per prevenir accidents de producció. A més, permeten l'escalabilitat des del laboratori fins als bioreactors industrials.
Solucions de mesura de viscositat en línia Lonnmeter
Funcions principals i especificacions tècniques
El viscosímetre sanitari en línia idensímetre farmacèuticestan dissenyats per a la monitorització de la fermentació i el control de processos en aplicacions farmacèutiques. El seu disseny mecànic especial redueix les possibilitats d'acumulació de bacteris, el manteniment regular i fins i tot la substitució.
Aquestsinstruments d'automatització en líniaproporcionen mesures de viscositat i densitat en temps real, garantint condicions de brou consistents en bioreactors. El viscosímetre sanitari en línia presenta un rang de viscositat de 10 a 10.000.000 cP. La seva tolerància a la temperatura arriba als 350 °C.
Equipats amb sensors avançats basats en vibració o ressonància, aquests instruments ofereixen lectures precises en condicions dinàmiques i s'integren perfectament amb sistemes PLC i DCS per a un control automatitzat, cosa que els fa ideals per al procés de fermentació de la penicil·lina.
Avantatges respecte als mètodes tradicionals fora de línia
Els instruments de mesura de viscositat en línia de Lonnmeter superen els mètodes tradicionals fora de línia. Les eines avançades d'automatització de processos permeten ajustaments immediats del procés, eliminant els errors de mostreig.
La seva precisió en la manipulació de brous no newtonians supera les eines fora de línia, que sovint fallen amb fluids complexos. El disseny sanitari minimitza els riscos de contaminació, crític en entorns farmacèutics, mentre que la recopilació automatitzada de dades redueix l'error humà, garantint una fiabilitat superior per al seguiment en línia del procés de fermentació.
Beneficis en l'automatització del procés de fermentació
Les solucions de Lonnmeter transformen l'automatització en la fermentació contínua de la penicil·lina, oferint beneficis inigualables. Garanteixen una viscositat constant del brou de fermentació, donant lloc a rendiments uniformes de penicil·lina i una alta puresa.
El control automatitzat de la viscositat redueix els residus, el consum d'energia i el temps d'inactivitat, cosa que genera un estalvi significatiu de costos. Les dades en temps real permeten ajustar amb precisió les velocitats d'alimentació, l'aireació i l'agitació, optimitzant l'eficiència del procés.
No es pot exagerar la importància crítica del control de la viscositat en línia en la fermentació farmacèutica, especialment per al procés de fermentació de penicil·lina. Porteu el vostre procés de fermentació al següent nivell: poseu-vos en contacte amb Lonnmeter avui mateix per sol·licitar un pressupost personalitzat per a les nostres solucions avançades de mesurament de la viscositat i desbloquejar una precisió de producció inigualable!
Data de publicació: 14 d'agost de 2025
-
Mesura de la viscositat de la cola en línia per a Opti...
-
Mesuradors de densitat en línia en desnitrificació de gas cola
-
Procés de recobriment de cables | Viscositat en línia C...
-
Monitorització de viscositat en línia per a recobriments...
-
Control de la viscositat de la barreja de fangs de bateria...
