A monitorización e o control do proceso de fermentación significan crear un ambiente de crecemento e fermentación perfecto para os microbios, mantendo así unha eficiencia estable, un rendemento e unha calidade do produto consistente. Os parámetros clave como o pH, o osíxeno disolto, a temperatura, as concentracións do substrato e a viscosidade son factores que determinan a calidade e a eficiencia nas fábricas farmacéuticas, nas que se establecen requisitos rigorosos para a liña de proceso.
Necesidades da monitorización da viscosidade e concentración do caldo de fermentación
Tanto a concentración como a viscosidade serven como indicadores dinámicos do crecemento microbiano, a densidade celular e a composición do caldo, o que inflúe profundamente en factores críticos como a transferencia de masa, a dispoñibilidade de osíxeno e a distribución de nutrientes. Sen unha monitorización meticulosa da fermentación e un control do proceso, as flutuacións na concentración e na viscosidade poden perturbar o delicado equilibrio do ambiente de fermentación, o que leva a unha diminución dos rendementos, a unha calidade inconsistente do produto e a ineficiencias custosas.
A monitorización continua en liña do proceso de fermentación proporciona datos en tempo real, o que permite aos operadores realizar axustes rápidos e precisos en parámetros como as taxas de alimentación de nutrientes e os niveis de aireación. Elimina os efectos negativos provocados pola mostraxe manual atrasada e que leva moito tempo.
Visión xeral do proceso de fermentación do penicillium
A fermentación farmacéutica é un proxecto sofisticado de microbioloxía e enxeñaría, no que microorganismos cultivados coidadosamente, como bacterias ou fungos, producen bioprodutos vitais como antibióticos, vacinas e encimas.
O proceso de fermentación de Penicillium comeza coa preparación do inóculo en tanques de sementeira. Despois, pásase á fermentación por lotes en medios enriquecidos con nutrientes dentro de grandes fermentadores de tanques profundos, incluíndo equipos posteriores para a recuperación e purificación. A concentración e a viscosidade do caldo de fermentación son monitorizadas e reguladas continuamente mediante sensores de proceso en liña, controladores de modelos internos e sistemas automatizados para mellorar o rendemento e evitar a contaminación.
Propiedades de Penicillium Chrysogenum na fermentación por lotes para a produción de penicilina
O *Penicillium chrysogenum*, un fungo filamentoso, é o microorganismo elixido para a produción industrial de penicilina. O seu comportamento durante o proceso de fermentación é moi complexo e inflúe directamente na eficiencia e no rendemento do produto final. Comprender as súas propiedades é esencial para un control eficaz do proceso.
Durante a fermentación, a viscosidade e a concentración están estreitamente ligadas, e os cambios nunha afectan directamente á outra. Esta relación é un aspecto fundamental do control do proceso, xa que inflúe en todo, dende o crecemento microbiano ata o rendemento do produto.
Cambios de viscosidade
A viscosidade dun caldo de fermentación é unha medida da súa resistencia ao fluxo. Non é constante e normalmente cambia ao longo do ciclo de fermentación debido a varios factores:
A concentración de microorganismos aumenta co seu crecemento e multiplícanse co crecemento da biomasa. A simple presenza física crea unha rede densa e entrelazada de células, o que aumenta significativamente a viscosidade do caldo de fermentación.
A lise celular ocorre ao final da fermentación. Os microbios poden lisar se as células están sometidas a estrés, liberando compoñentes intracelulares como ADN e proteínas. Estas moléculas grandes tamén poden aumentar significativamente a viscosidade do caldo.
Cambios de concentración
A concentración flutúa coa multiplicación das bacterias, xa que a densidade celular provoca un caldo abarrotado e interaccións máis frecuentes entre as células. Por suposto, a concentración inicial de substratos como azucres e nutrientes ten un efecto obvio no crecemento posterior dos microbios.
As proteínas e os polisacáridos segregados acumúlanse na fermentación continua, o que contribúe ao aumento da concentración de sólidos disoltos ou en suspensión.
O impacto da relación
A estreita relación entre a viscosidade e a concentración ten importantes implicacións para o proceso de fermentación. Un aumento da viscosidade debido a unha maior concentración pode:
Dificultade para a transferencia de masa: a alta viscosidade dificulta a transferencia de gases esenciais como o osíxeno das burbullas de aire ao caldo, o que limita a capacidade dos microbios para crecer.
Diminuír a eficiencia da mestura: Un caldo máis espeso require máis enerxía para mesturarse eficazmente. Isto pode levar a zonas de estancamento onde os nutrientes se esgotan e os produtos de refugallo se acumulan, creando un ambiente desigual que afecta negativamente á produtividade.
Afecta o procesamento augas abaixo: os caldos altamente viscosos son máis difíciles de filtrar, centrifugar e purificar durante a fase de recuperación do produto, o que fai que todo o proceso sexa menos eficiente e máis custoso.
Polo tanto, a monitorización da viscosidade e a concentración en tempo real é crucial para manter unhas condicións óptimas, garantir unha calidade consistente do produto e maximizar o rendemento.
Aplicacións da monitorización da viscosidade en liña
O potencial transformador da monitorización en liña no proceso de fermentación é particularmente evidente na produción de antibióticos, como a penicilina. O seguimento da viscosidade en tempo real permite aos operadores avaliar o crecemento microbiano e a consistencia do caldo, o que permite axustes precisos nas estratexias de alimentación, aireación e axitación.
As tecnoloxías de procesos automatizados actúan como alertantes ante posibles anomalías, contaminación e formación de escuma para evitar accidentes de produción. Ademais, permiten a escalabilidade desde o laboratorio ata os biorreactores industriais.
Solucións de medición de viscosidade en liña de Lonnmeter
Funcións principais e especificacións técnicas
O viscosímetro sanitario en liña edensímetro farmacéuticoestán deseñados para a monitorización da fermentación e o control de procesos en aplicacións farmacéuticas. O seu deseño mecánico especial reduce as posibilidades de acumulación de bacterias, o mantemento regular e mesmo a substitución.
Estesinstrumentos de automatización en liñaproporcionan medicións de viscosidade e densidade en tempo real, garantindo condicións de caldo consistentes en biorreactores. O viscosímetro sanitario en liña presenta un rango de viscosidade de 10 a 10 000 000 cP. A súa tolerancia de temperatura alcanza os 350 °C.
Equipados con sensores avanzados baseados en vibración ou resonancia, estes instrumentos ofrecen lecturas precisas en condicións dinámicas e intégranse perfectamente cos sistemas PLC e DCS para un control automatizado, o que os fai ideais para o proceso de fermentación da penicilina.
Vantaxes sobre os métodos tradicionais fóra de liña
Os instrumentos de medición de viscosidade en liña de Lonnmeter superan os métodos tradicionais fóra de liña. As ferramentas avanzadas de automatización de procesos permiten axustes inmediatos do proceso, eliminando erros de mostraxe.
A súa precisión no manexo de caldos non newtonianos supera as ferramentas sen conexión, que a miúdo fallan con fluídos complexos. O deseño sanitario minimiza os riscos de contaminación, algo fundamental nos entornos farmacéuticos, mentres que a recollida automatizada de datos reduce o erro humano, o que garante unha fiabilidade superior para a monitorización en liña do proceso de fermentación.
Vantaxes na automatización do proceso de fermentación
As solucións de Lonnmeter transforman a automatización na fermentación continua da penicilina, ofrecendo beneficios inigualables. Garanten unha viscosidade consistente do caldo de fermentación, o que resulta en rendementos uniformes da penicilina e alta pureza.
O control automatizado da viscosidade reduce os residuos, o consumo de enerxía e o tempo de inactividade, o que supón un aforro significativo de custos. Os datos en tempo real permiten o axuste fino das taxas de alimentación, a aireación e a axitación, optimizando a eficiencia do proceso.
Non se pode esaxerar a importancia fundamental da monitorización da viscosidade en liña na fermentación farmacéutica, especialmente para o proceso de fermentación da penicilina. Leve o seu proceso de fermentación ao seguinte nivel: póñase en contacto con Lonnmeter hoxe mesmo para solicitar un orzamento personalizado para as nosas solucións avanzadas de medición da viscosidade e desbloquear unha precisión de produción sen igual!
Data de publicación: 14 de agosto de 2025
