Praćenje fermentacije i kontrola procesa znače stvaranje savršenog okruženja za rast i fermentaciju mikroba, a zatim održavanje stabilne učinkovitosti, prinosa i dosljedne kvalitete proizvoda. Ključni parametri poput pH, otopljenog kisika, temperature, koncentracije supstrata i viskoznosti faktori su koji određuju kvalitetu i učinkovitost u farmaceutskim tvornicama, u kojima se za procesne linije postavljaju strogi zahtjevi.
Potrebe za praćenjem viskoznosti i koncentracije fermentacijske juhe
I koncentracija i viskoznost služe kao dinamički pokazatelj rasta mikroba, gustoće stanica i sastava juhe, duboko utječući na kritične čimbenike poput prijenosa mase, dostupnosti kisika i distribucije hranjivih tvari. Bez pedantnog praćenja fermentacije i kontrole procesa, fluktuacije koncentracije i viskoznosti mogu poremetiti osjetljivu ravnotežu fermentacijskog okruženja, što dovodi do smanjenih prinosa, nedosljedne kvalitete proizvoda i skupih neučinkovitosti.
Kontinuirano online praćenje procesa fermentacije pruža podatke u stvarnom vremenu, omogućujući operaterima brze i precizne prilagodbe parametara poput brzine dodavanja hranjivih tvari i razine prozračivanja. Uklonite negativne učinke uzrokovane odgođenim i dugotrajnim ručnim uzorkovanjem.
Pregled procesa fermentacije Penicilliuma
Farmaceutska fermentacija je sofisticirani projekt mikrobiologije i inženjerstva, gdje pažljivo uzgojeni mikroorganizmi, poput bakterija ili gljivica, proizvode vitalne bioproizvode poput antibiotika, cjepiva i enzima.
Proces fermentacije Penicillium započinje pripremom inokuluma u spremnicima za sjeme. Zatim se prelazi na šaržnu fermentaciju u medijima obogaćenim hranjivim tvarima unutar velikih fermentora s dubokim spremnicima, uključujući nizvodnu opremu za oporavak i pročišćavanje. Koncentracija i viskoznost fermentacijske juhe kontinuirano se prate i reguliraju pomoću ugrađenih procesnih senzora, internih kontrolera modela i automatiziranih sustava za povećanje prinosa i sprječavanje kontaminacije.
Svojstva Penicillium Chrysogenum u šaržnoj fermentaciji za proizvodnju penicilina
Penicillium chrysogenum, nitasta gljiva, mikroorganizam je izbora za industrijsku proizvodnju penicilina. Njegovo ponašanje tijekom procesa fermentacije vrlo je složeno i izravno utječe na učinkovitost i prinos konačnog proizvoda. Razumijevanje njegovih svojstava ključno je za učinkovitu kontrolu procesa.
Tijekom fermentacije, viskoznost i koncentracija su usko povezane, a promjene u jednom izravno utječu na drugo. Taj odnos je ključni aspekt kontrole procesa, jer utječe na sve, od rasta mikroba do prinosa proizvoda.
Promjene viskoznosti
Viskoznost fermentacijske juhe mjera je njezinog otpora protoku. Nije konstantna i obično se mijenja tijekom ciklusa fermentacije zbog nekoliko čimbenika:
Koncentracija mikroorganizama povećava se s njihovim rastom i množe se u rastu biomase. Samom fizičkom prisutnošću stvara se gusta, isprepletena mreža stanica, što značajno povećava viskoznost fermentacijske juhe.
Liza stanica događa se na kraju fermentacije. Mikrobi mogu lizirati ako su stanice pod stresom, oslobađajući unutarstanične komponente poput DNK i proteina. Ove velike molekule također mogu značajno povećati viskoznost juhe.
Promjene koncentracije
Koncentracija fluktuira s razmnožavanjem bakterija jer gustoća stanica uzrokuje prenapučenu juhu i češće interakcije između stanica. Naravno, početna koncentracija supstrata poput šećera i hranjivih tvari ima očit utjecaj na daljnji rast mikroba.
Izlučeni proteini i polisaharidi nakupljaju se u kontinuiranoj fermentaciji, doprinoseći povećanju koncentracije otopljenih ili suspendiranih tvari.
Utjecaj veze
Bliska veza između viskoznosti i koncentracije ima velike implikacije za proces fermentacije. Povećanje viskoznosti zbog povećane koncentracije može:
Ometanje prijenosa mase: Visoka viskoznost otežava prijenos esencijalnih plinova poput kisika iz mjehurića zraka u juhu, ograničavajući sposobnost rasta mikroba.
Smanjenje učinkovitosti miješanja: Gušća juha zahtijeva više energije za učinkovito miješanje. To može dovesti do stagnantnih zona u kojima se hranjive tvari iscrpljuju, a otpadni proizvodi nakupljaju, stvarajući neravnomjerno okruženje koje negativno utječe na produktivnost.
Utjecaj na daljnju obradu: Visoko viskozne juhe teže je filtrirati, centrifugirati i pročišćavati tijekom faze izdvajanja proizvoda, što cijeli proces čini manje učinkovitim i skupljim.
Stoga je praćenje viskoznosti i koncentracije u stvarnom vremenu ključno za održavanje optimalnih uvjeta, osiguranje dosljedne kvalitete proizvoda i maksimiziranje prinosa.
Primjena linijskog praćenja viskoznosti
Transformativni potencijal online praćenja u procesu fermentacije posebno je očit u proizvodnji antibiotika, poput penicilina. Praćenje viskoznosti u stvarnom vremenu omogućuje operaterima mjerenje rasta mikroba i konzistencije juhe, što omogućuje precizno prilagođavanje strategija hranjenja, prozračivanja i miješanja.
Automatizirane procesne tehnologije djeluju kao alarm za potencijalne anomalije, kontaminaciju, stvaranje pjene kako bi se spriječile proizvodne nesreće. Štoviše, omogućuju skalabilnost od laboratorijskih do industrijskih bioreaktora.
Lonnmeter rješenja za mjerenje viskoznosti u liniji
Glavne funkcije i tehničke specifikacije
Ugrađeni sanitarni viskozimetar ifarmaceutski mjerač gustoćedizajnirani su za praćenje fermentacije i kontrolu procesa u farmaceutskim primjenama. Njihov poseban mehanički dizajn smanjuje mogućnost nakupljanja bakterija, redovitog održavanja, pa čak i zamjene.
Oviinstrumenti za automatizaciju u linijiOmogućuju mjerenja viskoznosti i gustoće u stvarnom vremenu, osiguravajući konzistentne uvjete juhe u bioreaktorima. Linijski sanitarni viskozimetar ima raspon viskoznosti od 10 do 10 000 000 cP. Njegova temperaturna tolerancija doseže 350 °C.
Opremljeni naprednim vibracijskim ili rezonantnim senzorima, ovi instrumenti pružaju precizna očitanja u dinamičkim uvjetima i besprijekorno se integriraju s PLC i DCS sustavima za automatsku kontrolu, što ih čini idealnim za proces fermentacije penicilina.
Prednosti u odnosu na tradicionalne offline metode
Lonnmeterovi linijski instrumenti za mjerenje viskoznosti nadmašuju tradicionalne offline metode. Napredni alati za automatizaciju procesa omogućuju trenutne prilagodbe procesa, eliminirajući pogreške u uzorkovanju.
Njihova preciznost u rukovanju ne-Newtonovim juhama nadmašuje offline alate, koji često pogriješe sa složenim tekućinama. Sanitarni dizajn minimizira rizike od kontaminacije, što je ključno u farmaceutskim okruženjima, dok automatizirano prikupljanje podataka smanjuje ljudske pogreške, osiguravajući vrhunsku pouzdanost za online praćenje procesa fermentacije.
Prednosti automatizacije procesa fermentacije
Lonnmeterova rješenja transformiraju automatizaciju u kontinuiranoj fermentaciji penicilina, pružajući neusporedive prednosti. Osiguravaju konzistentnu viskoznost fermentacijske juhe, što rezultira ujednačenim prinosom penicilina i visokom čistoćom.
Automatizirana kontrola viskoznosti smanjuje otpad, potrošnju energije i vrijeme zastoja, što dovodi do značajnih ušteda troškova. Podaci u stvarnom vremenu omogućuju fino podešavanje brzina punjenja, prozračivanja i miješanja, optimizirajući učinkovitost procesa.
Ključna važnost linijskog praćenja viskoznosti u farmaceutskoj fermentaciji, posebno za proces fermentacije penicilina, ne može se dovoljno naglasiti. Podignite svoj proces fermentacije na višu razinu - kontaktirajte Lonnmeter još danas kako biste zatražili personaliziranu ponudu za naša napredna rješenja za mjerenje viskoznosti i otključali neusporedivu preciznost proizvodnje!
Vrijeme objave: 14. kolovoza 2025.
