Fermenteringsovervågning og proceskontrol betyder at skabe et perfekt vækst- og fermenteringsmiljø for mikrober, og dermed opretholde en stabil effektivitet, udbytte og ensartet produktkvalitet. Nøgleparametre som pH, opløst ilt, temperatur, substratkoncentrationer og viskositet er alle faktorer, der bestemmer kvalitet og effektivitet i farmaceutiske fabrikker, hvor der stilles strenge krav til proceslinjen.
Nødvendigheder ved overvågning af fermenteringsbouillonens viskositet og koncentration
Både koncentration og viskositet fungerer som en dynamisk indikator for mikrobiel vækst, celletæthed og bouillonsammensætning, hvilket har en dybtgående indflydelse på kritiske faktorer som masseoverførsel, ilttilgængelighed og næringsstoffordeling. Uden omhyggelig fermenteringsovervågning og proceskontrol kan udsving i koncentration og viskositet forstyrre den skrøbelige balance i fermenteringsmiljøet, hvilket fører til reduceret udbytte, inkonsekvent produktkvalitet og kostbar ineffektivitet.
Kontinuerlig onlineovervågning af fermenteringsprocessen leverer realtidsdata, hvilket giver operatørerne mulighed for at foretage hurtige og præcise justeringer af parametre som næringsstoftilførselshastigheder og luftningsniveauer. Eliminer negative effekter forårsaget af forsinket og tidskrævende manuel prøveudtagning.
Oversigt over Penicillium-fermenteringsprocessen
Farmaceutisk fermentering er et sofistikeret projekt inden for mikrobiologi og ingeniørvidenskab, hvor omhyggeligt dyrkede mikroorganismer, såsom bakterier eller svampe, producerer vitale bioprodukter som antibiotika, vacciner og enzymer.
Penicillium-fermenteringsprocessen starter med forberedelse af inokulum i såtanke. Derefter skiftes der til fed-batch-fermentering i næringsberigede medier i store dybetanksfermentorer, inklusive downstream-udstyr til genvinding og rensning. Fermenteringsbouillonkoncentration og viskositet overvåges og reguleres kontinuerligt ved hjælp af inline-processensorer, interne modelcontrollere og automatiserede systemer for at forbedre udbyttet og forhindre kontaminering.
Egenskaber af Penicillium Chrysogenum i batchfermentering til penicillinproduktion
Penicillium chrysogenum, en trådformet svamp, er den foretrukne mikroorganisme til industriel produktion af penicillin. Dens adfærd under fermenteringsprocessen er yderst kompleks og påvirker direkte effektiviteten og udbyttet af det endelige produkt. Forståelse af dens egenskaber er afgørende for effektiv proceskontrol.
Under fermentering er viskositet og koncentration tæt forbundet, og ændringer i den ene påvirker direkte den anden. Dette forhold er et kritisk aspekt af processtyring, da det påvirker alt fra mikrobiel vækst til produktudbytte.
Viskositetsændringer
Viskositeten af en fermenteringsbouillon er et mål for dens modstand mod strømning. Den er ikke konstant og ændrer sig typisk i løbet af fermenteringscyklussen på grund af flere faktorer:
Koncentrationen af mikroorganismer stiger med deres vækst og formerer sig i biomassevækst. Blot den fysiske tilstedeværelse skaber et tæt, sammenflettet netværk af celler, hvilket øger viskositeten af fermenteringsbouillonen betydeligt.
Cellelyse forekommer ved afslutningen af fermenteringen. Mikrober kan lysere, hvis cellerne er stressede, og frigive intracellulære komponenter som DNA og proteiner. Disse store molekyler kan også øge bouillons viskositet betydeligt.
Koncentrationsændringer
Koncentrationen svinger med bakteriernes multiplikation, da celletætheden forårsagede overfyldt bouillon og hyppigere interaktioner mellem celler. Den indledende koncentration af substrater som sukkerarter og næringsstoffer har naturligvis en tydelig effekt på yderligere vækst af mikrober.
Udskilt protein og polysaccharid akkumuleres i kontinuerlig fermentering, hvilket bidrager til en øget koncentration af opløste eller suspenderede faste stoffer.
Forholdets indvirkning
Den tætte sammenhæng mellem viskositet og koncentration har stor betydning for fermenteringsprocessen. En stigning i viskositet på grund af øget koncentration kan:
Hindrer masseoverførsel: Høj viskositet gør det sværere at overføre essentielle gasser som ilt fra luftboblerne til bouillonen, hvilket begrænser mikrobernes evne til at vokse.
Reduceret blandeeffektivitet: En tykkere bouillon kræver mere energi for at blande effektivt. Dette kan føre til stillestående zoner, hvor næringsstoffer udtømmes, og affaldsprodukter ophobes, hvilket skaber et ujævnt miljø, der påvirker produktiviteten negativt.
Påvirk nedstrøms forarbejdning: Meget viskøse bouilloner er vanskeligere at filtrere, centrifugere og rense under produktgenvindingsfasen, hvilket gør hele processen mindre effektiv og mere omkostningsfuld.
Derfor er overvågning af viskositet og koncentration i realtid afgørende for at opretholde optimale forhold, sikre ensartet produktkvalitet og maksimere udbyttet.
Anvendelser af inline viskositetsovervågning
Det transformative potentiale ved online overvågning af fermenteringsprocessen er særligt tydeligt i antibiotikaproduktion, såsom penicillin. Viskositetssporing i realtid giver operatører mulighed for at måle mikrobiel vækst og bouillonkonsistens, hvilket muliggør præcise justeringer af fodringsstrategier, luftning og omrøring.
Automatiserede procesteknologier fungerer som en advarselslampe før potentielle uregelmæssigheder, kontaminering og skumdannelse for at forhindre produktionsulykker. Desuden muliggør det skalerbarhed fra laboratorie- til industrielle bioreaktorer.
Lonnmeter Inline viskositetsmålingsløsninger
Hovedfunktioner og tekniske specifikationer
Det inline sanitære viskometer ogfarmaceutisk densitetsmålerer designet til fermenteringsovervågning og processtyring i farmaceutiske applikationer. Deres specielle mekaniske design reducerer risikoen for bakterieopbygning, regelmæssig vedligeholdelse og endda udskiftning.
Disseinline automatiseringsinstrumenterLeverer viskositets- og densitetsmålinger i realtid, hvilket sikrer ensartede bouillonforhold i bioreaktorer. Det inline sanitære viskometer har et viskositetsområde på 10-10.000.000 cP. Dets temperaturtolerance når op på 350 °C.
Udstyret med avancerede vibrations- eller resonansbaserede sensorer leverer disse instrumenter præcise aflæsninger under dynamiske forhold og integreres problemfrit med PLC- og DCS-systemer til automatiseret styring, hvilket gør dem ideelle til fermenteringsprocessen af penicillin.
Fordele i forhold til traditionelle offline-metoder
Lonnmeters inline viskositetsmåleinstrumenter overgår traditionelle offline-metoder. Avancerede procesautomatiseringsværktøjer muliggør øjeblikkelige procesjusteringer og eliminerer prøveudtagningsfejl.
Deres præcision i håndteringen af ikke-newtonske bouilloner overgår offline-værktøjer, som ofte vakler med komplekse væsker. Det hygiejniske design minimerer risikoen for kontaminering, hvilket er afgørende i farmaceutiske miljøer, mens automatiseret dataindsamling reducerer menneskelige fejl, hvilket sikrer overlegen pålidelighed til online overvågning af fermenteringsprocessen.
Fordele ved automatisering af fermenteringsprocesser
Lonnmeters løsninger transformerer automatiseringen af kontinuerlig fermentering af penicillin og leverer uovertrufne fordele. De sikrer ensartet viskositet af fermenteringsbouillonen, hvilket resulterer i ensartede penicillinudbytter og høj renhed.
Automatiseret viskositetskontrol reducerer spild, energiforbrug og nedetid, hvilket fører til betydelige omkostningsbesparelser. Realtidsdata muliggør finjustering af tilførselshastigheder, beluftning og omrøring, hvilket optimerer proceseffektiviteten.
Den kritiske betydning af inline viskositetsovervågning i farmaceutisk fermentering, især for penicillinfermenteringsprocessen, kan ikke overvurderes. Tag din fermenteringsproces til det næste niveau – kontakt Lonnmeter i dag for at anmode om et personligt tilbud på vores avancerede viskositetsmålingsløsninger og opnå uovertruffen produktionspræcision!
Opslagstidspunkt: 14. august 2025
