A fermentáció monitorozása és a folyamatszabályozás a tökéletes növekedési és fermentációs környezet megteremtését jelenti a mikrobiális növekedéshez és fermentációhoz, majd a stabil hatékonyság, a hozam és az állandó termékminőség fenntartását. A kulcsfontosságú paraméterek, mint a pH, az oldott oxigén, a hőmérséklet, a szubsztrátkoncentráció és a viszkozitás mind olyan tényezők, amelyek meghatározzák a minőséget és a hatékonyságot a gyógyszergyárakban, ahol szigorú követelményeket támasztanak a folyamatsorokkal szemben.
A fermentlé viszkozitásának és koncentrációjának monitorozásának szükségessége
Mind a koncentráció, mind a viszkozitás dinamikus indikátora a mikrobiális növekedésnek, a sejtsűrűségnek és a táptalaj összetételének, mélyrehatóan befolyásolva olyan kritikus tényezőket, mint a tömegátadás, az oxigén elérhetősége és a tápanyag-eloszlás. Gondos erjedés-monitorozás és folyamatszabályozás nélkül a koncentráció és a viszkozitás ingadozása felboríthatja a fermentációs környezet kényes egyensúlyát, ami csökkent hozamokhoz, inkonzisztens termékminőséghez és költséges hatékonyságcsökkenéshez vezethet.
A fermentációs folyamat folyamatos online monitorozása valós idejű adatokat biztosít, lehetővé téve a kezelők számára, hogy gyorsan és pontosan módosítsák az olyan paramétereket, mint a tápanyag-adagolási sebesség és a levegőztetési szintek. Kiküszöböli a késleltetett és időigényes manuális mintavétel negatív hatásait.
A Penicillium fermentációs folyamatának áttekintése
A gyógyszerészeti fermentáció a mikrobiológia és a mérnöki tudományok kifinomult projektje, ahol a gondosan tenyésztett mikroorganizmusok, például baktériumok vagy gombák, létfontosságú biotermékeket, például antibiotikumokat, vakcinákat és enzimeket állítanak elő.
A Penicillium fermentációs folyamata az oltóanyag előkészítésével kezdődik a vetőtartályokban. Ezután áttér a fed-batch fermentációra tápanyagban dúsított táptalajban, nagyméretű, mélytartályos fermentorokban, beleértve a kinyerésre és tisztításra szolgáló berendezéseket is. A fermentlé koncentrációját és viszkozitását folyamatosan figyelik és szabályozzák beépített folyamatérzékelők, belső modellvezérlők és automatizált rendszerek segítségével a hozam növelése és a szennyeződés megelőzése érdekében.
A Penicillium Chrysogenum tulajdonságai a penicillin előállításához szükséges szakaszos fermentációban
A Penicillium chrysogenum fonalas gomba a penicillin ipari előállításához választott mikroorganizmus. Viselkedése a fermentációs folyamat során rendkívül összetett, és közvetlenül befolyásolja a végtermék hatékonyságát és hozamát. Tulajdonságainak megértése elengedhetetlen a hatékony folyamatszabályozáshoz.
Az erjedés során a viszkozitás és a koncentráció szorosan összefügg, és az egyik változása közvetlenül befolyásolja a másikat. Ez a kapcsolat a folyamatszabályozás kritikus aspektusa, mivel a mikrobiális növekedéstől a termékhozamig mindent befolyásol.
Viszkozitásváltozások
A fermentlé viszkozitása az áramlással szembeni ellenállásának mértéke. Nem állandó, és jellemzően a fermentációs ciklus során változik számos tényező miatt:
A mikroorganizmusok koncentrációja a növekedésükkel és a biomassza növekedésével együtt növekszik. Már a fizikai jelenlétük is sűrű, összefonódó sejthálózatot hoz létre, ami jelentősen megnöveli a fermentlé viszkozitását.
A fermentáció végén sejtlízis következik be. A mikrobák lizálhatnak, ha a sejtek stressznek vannak kitéve, intracelluláris komponenseket, például DNS-t és fehérjéket szabadítva fel. Ezek a nagy molekulák jelentősen növelhetik a táptalaj viszkozitását is.
Koncentrációváltozások
A koncentráció a baktériumok szaporodásával ingadozik, mivel a sejtsűrűség zsúfolt táptalajt és gyakoribb sejtek közötti kölcsönhatásokat eredményez. Természetesen a szubsztrátok, például a cukrok és a tápanyagok kezdeti koncentrációja nyilvánvaló hatással van a mikrobiális további növekedésre.
A szekretált fehérje és poliszacharid folyamatos fermentáció során felhalmozódik, hozzájárulva az oldott vagy szuszpendált szilárd anyagok koncentrációjának növekedéséhez.
A kapcsolat hatása
A viszkozitás és a koncentráció közötti szoros kapcsolat jelentős következményekkel jár az erjedési folyamatra nézve. A viszkozitás növekedése a megnövekedett koncentráció miatt a következőket okozhatja:
A tömegátadás akadályozása: A magas viszkozitás megnehezíti az olyan esszenciális gázok, mint az oxigén, átvitelét a légbuborékokból a táptalajba, korlátozva a mikrobák növekedési képességét.
Csökkent keverési hatékonyság: A sűrűbb leves több energiát igényel a hatékony keveréshez. Ez pangó zónákhoz vezethet, ahol a tápanyagok kimerülnek, és a salakanyagok felhalmozódnak, egyenetlen környezetet teremtve, ami negatívan befolyásolja a termelékenységet.
Befolyásolja a feldolgozást: A nagy viszkozitású leveseket nehezebb szűrni, centrifugálni és tisztítani a termék kinyerési fázisában, így a teljes folyamat kevésbé hatékony és költségesebb.
Ezért a viszkozitás és a koncentráció valós idejű monitorozása kulcsfontosságú az optimális feltételek fenntartásához, az állandó termékminőség biztosításához és a hozam maximalizálásához.
Az inline viszkozitás-monitorozás alkalmazásai
Az online monitorozás átalakító potenciálja a fermentációs folyamatban különösen az antibiotikumok, például a penicillin előállításában mutatkozik meg. A valós idejű viszkozitáskövetés lehetővé teszi a kezelők számára a mikrobiális növekedés és a táptalaj állagának mérését, lehetővé téve a táplálási stratégiák, a levegőztetés és a keverés pontos módosítását.
Az automatizált folyamattechnológiák riasztóként működnek a potenciális rendellenességek, szennyeződések és habképződés előtt, megakadályozva a termelési baleseteket. Ezenkívül lehetővé teszik a laboratóriumi bioreaktoroktól az ipari bioreaktorokig terjedő skálázhatóságot.
Lonnmeter inline viszkozitásmérési megoldások
Fő funkciók és műszaki adatok
A beépített higiénikus viszkozitásmérő ésgyógyszerészeti sűrűségmérőGyógyszeripari alkalmazásokban fermentáció monitorozására és folyamatszabályozásra tervezték. Speciális mechanikai kialakításuk csökkenti a baktériumok lerakódásának lehetőségét, rendszeres karbantartást és akár cserét igényelnek.
Ezekbeépített automatizálási eszközökValós idejű viszkozitás- és sűrűségmérést biztosít, biztosítva a bioreaktorokban a táptalaj állandó körülményeit. Az inline higiénikus viszkozitásmérő 10–10 000 000 cP viszkozitási tartománnyal rendelkezik. Hőmérséklet-tűrése eléri a 350 °C-ot.
Fejlett rezgési vagy rezonancia alapú érzékelőkkel felszereltek, ezek a műszerek precíz méréseket biztosítanak dinamikus körülmények között, és zökkenőmentesen integrálhatók a PLC és DCS rendszerekkel az automatizált vezérlés érdekében, így ideálisak a penicillin fermentációs folyamatához.
Előnyök a hagyományos offline módszerekkel szemben
A Lonnmeter beépített viszkozitásmérő műszerei felülmúlják a hagyományos offline módszereket. A fejlett folyamatautomatizálási eszközök lehetővé teszik az azonnali folyamatbeállításokat, kiküszöbölve a mintavételi hibákat.
A nem newtoni táptalajok kezelésében mutatott pontosságuk felülmúlja az offline eszközöket, amelyek gyakran akadoznak az összetett folyadékok esetén. A higiénikus kialakítás minimalizálja a szennyeződés kockázatát, ami kritikus fontosságú a gyógyszeripari környezetben, míg az automatizált adatgyűjtés csökkenti az emberi hibákat, biztosítva a fermentációs folyamat online monitorozásának kiemelkedő megbízhatóságát.
Előnyök a fermentációs folyamatok automatizálásában
A Lonnmeter megoldásai átalakítják az automatizálást a penicillin folyamatos fermentációjában, páratlan előnyöket biztosítva. Biztosítják a fermentlé állandó viszkozitását, ami egyenletes penicillin-hozamot és magas tisztaságot eredményez.
Az automatizált viszkozitásszabályozás csökkenti a hulladékot, az energiafogyasztást és az állásidőt, ami jelentős költségmegtakarítást eredményez. A valós idejű adatok lehetővé teszik az adagolási sebesség, a levegőztetés és a keverés finomhangolását, optimalizálva a folyamat hatékonyságát.
A gyógyszeripari fermentációban, különösen a penicillin fermentációs folyamatában az inline viszkozitásmérés kritikus fontossága nem hangsúlyozható eléggé. Emeld a fermentációs folyamatodat a következő szintre – vedd fel a kapcsolatot a Lonnmeterrel még ma, hogy személyre szabott árajánlatot kérj fejlett viszkozitásmérési megoldásainkra, és páratlan termelési pontosságot érj el!
Közzététel ideje: 2025. augusztus 14.
