Fermentatsiooni jälgimine ja protsessi juhtimine tähendab mikroobidele ideaalse kasvu- ja fermentatsioonikeskkonna loomist ning seejärel stabiilse efektiivsuse, saagise ja ühtlase tootekvaliteedi säilitamist. Peamised parameetrid, nagu pH, lahustunud hapnik, temperatuur, substraadi kontsentratsioon ja viskoossus, on kõik tegurid, mis määravad kvaliteedi ja efektiivsuse farmaatsiatehastes, kus töötlemisliinidele esitatakse ranged nõuded.
Käärituspuljongi viskoossuse ja kontsentratsiooni jälgimise vajadused
Nii kontsentratsioon kui ka viskoossus on mikroobide kasvu, rakkude tiheduse ja puljongi koostise dünaamilised indikaatorid, mõjutades sügavalt selliseid kriitilisi tegureid nagu massiülekanne, hapniku kättesaadavus ja toitainete jaotus. Ilma hoolika kääritamise jälgimise ja protsessi juhtimiseta võivad kontsentratsiooni ja viskoossuse kõikumised häirida käärimiskeskkonna õrna tasakaalu, mis toob kaasa väiksema saagise, ebaühtlase tootekvaliteedi ja kulukad ebaefektiivsuse probleemid.
Kääritamisprotsessi pidev veebis jälgimine annab reaalajas andmeid, võimaldades operaatoritel teha kiireid ja täpseid muudatusi parameetrites, nagu näiteks toitainete etteandekiirus ja õhustustasemed. Kõrvaldage hilinenud ja aeganõudva käsitsi proovivõtmise negatiivsed mõjud.
Penitsilliumi käärimisprotsessi ülevaade
Farmatseutiline kääritamine on keerukas mikrobioloogia ja inseneriteaduse projekt, kus hoolikalt kultiveeritud mikroorganismid, näiteks bakterid või seened, toodavad elutähtsaid bioprodukte nagu antibiootikumid, vaktsiinid ja ensüümid.
Penicillium'i käärimisprotsess algab inokulumi ettevalmistamisega külvipaakides. Seejärel minnakse üle fed-batch kääritamisele toitainetega rikastatud keskkonnas suurtes süvapaak-fermentaatorites, mis sisaldavad allavoolu seadmeid taaskasutamiseks ja puhastamiseks. Käärituspuljongi kontsentratsiooni ja viskoossust jälgitakse ja reguleeritakse pidevalt sisseehitatud protsessiandurite, sisemiste mudelikontrollerite ja automatiseeritud süsteemide abil, et suurendada saagikust ja vältida saastumist.
Penicillium Chrysogenumi omadused penitsilliini tootmiseks mõeldud partiifermentatsioonis
Penicillium chrysogenum, niitjas seen, on penitsilliini tööstuslikuks tootmiseks eelistatud mikroorganism. Selle käitumine käärimisprotsessi ajal on väga keeruline ja mõjutab otseselt lõpptoote efektiivsust ja saagist. Selle omaduste mõistmine on protsessi tõhusaks juhtimiseks hädavajalik.
Käärimise ajal on viskoossus ja kontsentratsioon tihedalt seotud ning ühe muutused mõjutavad otseselt teist. See seos on protsessi juhtimise kriitiline aspekt, kuna see mõjutab kõike alates mikroobide kasvust kuni toote saagiseni.
Viskoossuse muutused
Käärituspuljongi viskoossus on selle voolavustakistusmõõt. See ei ole konstantne ja muutub tavaliselt käärimistsükli jooksul mitme teguri tõttu:
Mikroorganismide kontsentratsioon suureneb koos nende kasvuga ja paljunemisega biomassi kasvus. Juba ainuüksi füüsiline kohalolek loob tiheda, omavahel põimunud rakkude võrgustiku, mis suurendab oluliselt fermentatsioonipuljongi viskoossust.
Rakkude lüüs toimub käärimise lõpus. Mikroobid võivad stressi korral lüüsuda, vabastades rakusiseseid komponente nagu DNA ja valgud. Need suured molekulid võivad ka puljongi viskoossust märkimisväärselt suurendada.
Kontsentratsiooni muutused
Kontsentratsioon kõigub bakterite paljunemisega, kuna rakkude tihedus põhjustab tihedamat puljongit ja sagedasemaid rakkudevahelisi interaktsioone. Loomulikult on substraatide, näiteks suhkrute ja toitainete algkontsentratsioonil ilmne mõju mikroobide edasisele kasvule.
Sekreteeritav valk ja polüsahhariid akumuleeruvad pideva kääritamise käigus, aidates kaasa lahustunud või hõljuvate tahkete ainete kontsentratsiooni suurenemisele.
Suhte mõju
Viskoossuse ja kontsentratsiooni vaheline tihe seos avaldab käärimisprotsessile olulist mõju. Viskoossuse suurenemine kontsentratsiooni suurenemise tõttu võib:
Massiülekande takistamine: Kõrge viskoossus raskendab oluliste gaaside, näiteks hapniku, ülekandmist õhumullidest puljongisse, piirates mikroobide kasvuvõimet.
Segamise efektiivsuse vähenemine: Paksem puljong vajab tõhusaks segamiseks rohkem energiat. See võib viia stagnatsioonitsoonideni, kus toitained ammenduvad ja jääkained kogunevad, luues ebaühtlase keskkonna, mis mõjutab negatiivselt tootlikkust.
Mõjutab allavoolu töötlemist: Väga viskoosseid puljoneid on toote taaskasutamise faasis raskem filtreerida, tsentrifuugida ja puhastada, mis muudab kogu protsessi vähem tõhusaks ja kulukamaks.
Seetõttu on viskoossuse ja kontsentratsiooni jälgimine reaalajas ülioluline optimaalsete tingimuste säilitamiseks, toote ühtlase kvaliteedi tagamiseks ja saagise maksimeerimiseks.
Inline viskoossuse jälgimise rakendused
Kääritamisprotsessi online-monitooringu transformatiivne potentsiaal on eriti ilmne antibiootikumide, näiteks penitsilliini, tootmisel. Reaalajas viskoossuse jälgimine võimaldab operaatoritel hinnata mikroobide kasvu ja puljongi konsistentsi, võimaldades täpselt kohandada söötmisstrateegiaid, õhutamist ja segamist.
Automatiseeritud protsessitehnoloogiad toimivad potentsiaalsete anomaaliate, saastumise ja vahu tekkimise hoiatajatena, et vältida tootmisõnnetusi. Lisaks võimaldab see skaleeritavust nii laboribioreaktoritest kui ka tööstusbioreaktoriteni.
Lonnmeetri sisemised viskoossuse mõõtmise lahendused
Peamised funktsioonid ja tehnilised andmed
Sisseehitatud sanitaarviskosimeeter jafarmaatsia tiheduse mõõtjaon loodud fermentatsiooni jälgimiseks ja protsesside juhtimiseks farmaatsiarakendustes. Nende spetsiaalne mehaaniline disain vähendab bakterite kogunemise võimalust, mistõttu on vaja regulaarset hooldust ja isegi väljavahetamist.
Needtootmisliinisisesed automatiseerimisinstrumendidPakub reaalajas viskoossuse ja tiheduse mõõtmisi, tagades bioreaktorites ühtlased puljongitingimused. Sisseehitatud hügieenilisel viskosimeetril on viskoossuse vahemik 10–10 000 000 cP. Selle temperatuuritaluvus ulatub 350 °C-ni.
Täiustatud vibratsiooni- või resonantsipõhiste anduritega varustatud instrumendid annavad dünaamilistes tingimustes täpseid näitu ning integreeruvad sujuvalt PLC ja DCS süsteemidega automaatseks juhtimiseks, muutes need ideaalseks penitsilliini kääritamisprotsessiks.
Eelised traditsiooniliste võrguühenduseta meetodite ees
Lonnmeteri viskoossuse mõõtmise instrumendid on traditsioonilistest võrguühenduseta meetoditest paremad. Täiustatud protsesside automatiseerimise tööriistad võimaldavad protsessi koheselt kohandada, kõrvaldades proovivõtuvead.
Nende täpsus mitte-Newtoni puljongide käitlemisel ületab võrguühenduseta tööriistu, mis keeruliste vedelike puhul sageli hätta jäävad. Hügieeniline disain minimeerib saastumisohtu, mis on farmaatsiatööstuses kriitilise tähtsusega, samas kui automatiseeritud andmete kogumine vähendab inimlikke vigu, tagades käärimisprotsessi online-jälgimise ülima usaldusväärsuse.
Kääritamisprotsessi automatiseerimise eelised
Lonnmeteri lahendused muudavad penitsilliini pideva kääritamise automatiseerimist, pakkudes võrratuid eeliseid. Need tagavad käärituspuljongi ühtlase viskoossuse, mille tulemuseks on ühtlane penitsilliini saagikus ja kõrge puhtusaste.
Automatiseeritud viskoossuse kontroll vähendab jäätmeid, energiatarbimist ja seisakuid, mis aitab märkimisväärselt kulusid kokku hoida. Reaalajas andmed võimaldavad etteandekiirusi, õhustamist ja segamist peenhäälestada, optimeerides protsessi efektiivsust.
Farmaatsiatoodete kääritamisel, eriti penitsilliini kääritamisprotsessi puhul, on viskoossuse jälgimise kriitiline tähtsus äärmiselt oluline. Viige oma kääritamisprotsessi järgmisele tasemele – võtke Lonnmeteriga ühendust juba täna, et küsida personaalset hinnapakkumist meie täiustatud viskoossuse mõõtmise lahendustele ja avada enneolematu tootmise täpsus!
Postituse aeg: 14. august 2025
