نظارت بر تخمیر و کنترل فرآیند به معنای ایجاد محیط کشت و تخمیر ایدهآل برای رشد میکروبی است، سپس راندمان، عملکرد و کیفیت محصول ثابتی را حفظ میکند. پارامترهای کلیدی مانند pH، اکسیژن محلول، دما، غلظت سوبسترا، ویسکوزیته، همگی عواملی هستند که کیفیت و کارایی را در کارخانههای داروسازی تعیین میکنند، که در آنها الزامات سختگیرانهای برای خط فرآیند مطرح شده است.
الزامات پایش ویسکوزیته و غلظت محیط کشت تخمیری
غلظت و ویسکوزیته هر دو به عنوان یک شاخص پویا از رشد میکروبی، تراکم سلولی و ترکیب آبگوشت عمل میکنند و عمیقاً بر عوامل حیاتی مانند انتقال جرم، در دسترس بودن اکسیژن و توزیع مواد مغذی تأثیر میگذارند. بدون نظارت دقیق بر تخمیر و کنترل فرآیند، نوسانات غلظت و ویسکوزیته میتواند تعادل ظریف محیط تخمیر را مختل کند و منجر به کاهش بازده، کیفیت ناپایدار محصول و ناکارآمدیهای پرهزینه شود.
نظارت آنلاین و مداوم بر فرآیند تخمیر، دادههای بلادرنگ را ارائه میدهد و به اپراتورها این امکان را میدهد تا تنظیمات سریع و دقیقی را در پارامترهایی مانند نرخ تغذیه مواد مغذی و سطح هوادهی انجام دهند. اثرات منفی ناشی از نمونهبرداری دستی با تأخیر و زمانبر را از بین ببرید.
مروری بر فرآیند تخمیر پنی سیلیوم
تخمیر دارویی یک پروژه پیچیده میکروبیولوژی و مهندسی است که در آن میکروارگانیسمهای کشتشده با دقت، مانند باکتریها یا قارچها، محصولات زیستی حیاتی مانند آنتیبیوتیکها، واکسنها و آنزیمها را تولید میکنند.
فرآیند تخمیر پنی سیلیوم از آمادهسازی مایه تلقیح در مخازن بذر آغاز میشود. سپس به تخمیر دستهای تغذیهشده در محیطهای غنیشده با مواد مغذی در مخزنهای تخمیر بزرگ عمیق، شامل تجهیزات پاییندستی برای بازیابی و خالصسازی، تغییر مییابد. غلظت و ویسکوزیته مایع تخمیر به طور مداوم با استفاده از حسگرهای فرآیند درون خطی، کنترلکنندههای مدل داخلی و سیستمهای خودکار برای افزایش بازده و جلوگیری از آلودگی، کنترل و تنظیم میشود.
خواص پنی سیلیوم کریسوژنوم در تخمیر دستهای برای تولید پنی سیلین
پنی سیلیوم کریزوژنوم، یک قارچ رشتهای، میکروارگانیسم انتخابی برای تولید صنعتی پنی سیلین است. رفتار آن در طول فرآیند تخمیر بسیار پیچیده است و مستقیماً بر راندمان و بازده محصول نهایی تأثیر میگذارد. درک خواص آن برای کنترل مؤثر فرآیند ضروری است.
در طول تخمیر، ویسکوزیته و غلظت ارتباط نزدیکی با هم دارند و تغییرات در یکی مستقیماً بر دیگری تأثیر میگذارد. این رابطه یک جنبه حیاتی در کنترل فرآیند است، زیرا بر همه چیز از رشد میکروبی گرفته تا بازده محصول تأثیر میگذارد.
تغییرات ویسکوزیته
ویسکوزیته یک مایع تخمیری، معیاری از مقاومت آن در برابر جریان یافتن است. این مقدار ثابت نیست و معمولاً در طول چرخه تخمیر به دلیل عوامل مختلف تغییر میکند:
غلظت میکروارگانیسمها با رشد و تکثیر آنها در زیستتوده افزایش مییابد. حضور فیزیکی آنها، شبکهای متراکم و در هم تنیده از سلولها ایجاد میکند که ویسکوزیته آبگوشت تخمیر را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد.
لیز سلولی در پایان تخمیر رخ میدهد. اگر سلولها تحت فشار قرار گیرند، میکروبها ممکن است لیز شوند و اجزای درون سلولی مانند DNA و پروتئینها را آزاد کنند. این مولکولهای بزرگ همچنین میتوانند ویسکوزیته آبگوشت را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.
تغییرات غلظت
غلظت با تکثیر باکتریها نوسان میکند، زیرا تراکم سلولی باعث شلوغی محیط کشت و تعاملات مکرر بین سلولها میشود. البته، غلظت اولیه سوبستراهایی مانند قندها و مواد مغذی تأثیر آشکاری بر رشد بیشتر میکروبها دارد.
پروتئین و پلیساکارید ترشحشده در تخمیر مداوم تجمع مییابند و به افزایش غلظت مواد جامد محلول یا معلق کمک میکنند.
تأثیر رابطه
رابطه نزدیک بین ویسکوزیته و غلظت، پیامدهای عمدهای برای فرآیند تخمیر دارد. افزایش ویسکوزیته به دلیل افزایش غلظت میتواند:
مانع انتقال جرم: ویسکوزیته بالا انتقال گازهای ضروری مانند اکسیژن از حبابهای هوا به داخل آبگوشت را دشوارتر میکند و توانایی رشد میکروبها را محدود میکند.
کاهش راندمان مخلوط کردن: یک آبگوشت غلیظتر برای مخلوط کردن مؤثر به انرژی بیشتری نیاز دارد. این میتواند منجر به ایجاد نواحی راکد شود که در آنها مواد مغذی تخلیه شده و مواد زائد جمع میشوند و محیطی ناهموار ایجاد میکنند که بر بهرهوری تأثیر منفی میگذارد.
تأثیر بر فرآیندهای پاییندستی: فیلتر کردن، سانتریفیوژ کردن و خالصسازی آبگوشتهای بسیار چسبناک در طول مرحله بازیابی محصول دشوارتر است و کل فرآیند را کمبازدهتر و پرهزینهتر میکند.
بنابراین، نظارت بر ویسکوزیته و غلظت در زمان واقعی برای حفظ شرایط بهینه، تضمین کیفیت ثابت محصول و به حداکثر رساندن بازده بسیار مهم است.
کاربردهای پایش ویسکوزیته درون خطی
پتانسیل دگرگونکنندهی نظارت آنلاین در فرآیند تخمیر، بهویژه در تولید آنتیبیوتیکهایی مانند پنیسیلین مشهود است. ردیابی ویسکوزیته در لحظه به اپراتورها این امکان را میدهد که رشد میکروبی و غلظت آبگوشت را اندازهگیری کنند و تنظیمات دقیقی را در استراتژیهای تغذیه، هوادهی و همزدن انجام دهند.
فناوریهای فرآیند خودکار، قبل از وقوع ناهنجاریهای احتمالی، آلودگی و تشکیل کف، به عنوان هشدار دهنده عمل میکنند تا از حوادث تولید جلوگیری کنند. علاوه بر این، امکان مقیاسپذیری از بیوراکتورهای آزمایشگاهی تا صنعتی را فراهم میکند.
راهکارهای اندازهگیری ویسکوزیته درون خطی لونمتر
توابع اصلی و مشخصات فنی
ویسکومتر بهداشتی درون خطی ودستگاه سنجش چگالی داروییبرای نظارت بر تخمیر و کنترل فرآیند در کاربردهای دارویی طراحی شدهاند. طراحی مکانیکی ویژه آنها احتمال تجمع باکتریها، نگهداری منظم و حتی تعویض را کاهش میدهد.
اینهاابزارهای اتوماسیون درون خطیاندازهگیریهای ویسکوزیته و چگالی را در زمان واقعی ارائه میدهد و شرایط پایدار محیط کشت را در بیوراکتورها تضمین میکند. ویسکومتر بهداشتی درون خطی دارای محدوده ویسکوزیته 10 تا 10000000 سانتیپواز است. تحمل دمایی آن به 350 درجه سانتیگراد میرسد.
این ابزارها که مجهز به حسگرهای پیشرفته ارتعاشی یا مبتنی بر رزونانس هستند، در شرایط دینامیکی قرائتهای دقیقی ارائه میدهند و برای کنترل خودکار به طور یکپارچه با سیستمهای PLC و DCS ادغام میشوند و آنها را برای فرآیند تخمیر پنیسیلین ایدهآل میکنند.
مزایای روشهای سنتی آفلاین
ابزارهای اندازهگیری ویسکوزیته درون خطی Lonnmeter از روشهای سنتی آفلاین پیشی میگیرند. ابزارهای پیشرفته اتوماسیون فرآیند، تنظیمات فوری فرآیند را امکانپذیر میکنند و خطاهای نمونهبرداری را از بین میبرند.
دقت آنها در کار با آبگوشتهای غیر نیوتنی، از ابزارهای آفلاین که اغلب در مایعات پیچیده دچار مشکل میشوند، پیشی میگیرد. طراحی بهداشتی، خطرات آلودگی را که در محیطهای دارویی بسیار مهم است، به حداقل میرساند، در حالی که جمعآوری خودکار دادهها خطای انسانی را کاهش میدهد و قابلیت اطمینان برتر را برای نظارت آنلاین بر فرآیند تخمیر تضمین میکند.
مزایای اتوماسیون فرآیند تخمیر
راهکارهای Lonnmeter اتوماسیون را در تخمیر مداوم پنیسیلین متحول میکند و مزایای بینظیری را ارائه میدهد. آنها ویسکوزیته ثابت محیط تخمیر را تضمین میکنند و در نتیجه بازده پنیسیلین یکنواخت و خلوص بالا حاصل میشود.
کنترل خودکار ویسکوزیته، ضایعات، مصرف انرژی و زمان از کارافتادگی را کاهش میدهد و باعث صرفهجویی قابل توجهی در هزینهها میشود. دادههای بلادرنگ، تنظیم دقیق نرخ خوراک، هوادهی و همزدن را امکانپذیر میکند و راندمان فرآیند را بهینه میسازد.
اهمیت حیاتی پایش ویسکوزیته درون خطی در تخمیر دارویی، به ویژه برای فرآیند تخمیر پنی سیلین، غیرقابل انکار است. فرآیند تخمیر خود را به سطح بالاتری ببرید - همین امروز با Lonnmeter تماس بگیرید تا برای راهکارهای پیشرفته اندازهگیری ویسکوزیته ما، درخواست قیمت شخصیسازی شده و دقت تولید بینظیری را به دست آورید!
زمان ارسال: ۱۴ آگوست ۲۰۲۵
