Pemantauan fermentasi dan pengendalian proses berarti menciptakan lingkungan pertumbuhan dan fermentasi yang sempurna untuk mikroba, kemudian menjaga efisiensi, hasil, dan kualitas produk yang konsisten dan stabil. Parameter kunci seperti pH, oksigen terlarut, suhu, konsentrasi substrat, dan viskositas adalah faktor-faktor yang menentukan kualitas dan efisiensi di pabrik farmasi, di mana persyaratan ketat diterapkan untuk lini proses.
Pentingnya Pemantauan Viskositas & Konsentrasi Kaldu Fermentasi
Konsentrasi dan viskositas berfungsi sebagai indikator dinamis pertumbuhan mikroba, kepadatan sel, dan komposisi kaldu, yang sangat memengaruhi faktor-faktor penting seperti transfer massa, ketersediaan oksigen, dan distribusi nutrisi. Tanpa pemantauan fermentasi dan pengendalian proses yang cermat, fluktuasi konsentrasi dan viskositas dapat mengganggu keseimbangan lingkungan fermentasi yang rapuh, yang menyebabkan penurunan hasil, kualitas produk yang tidak konsisten, dan inefisiensi yang mahal.
Pemantauan proses fermentasi secara online terus-menerus memberikan data waktu nyata, memungkinkan operator untuk melakukan penyesuaian yang cepat dan tepat terhadap parameter seperti laju pemberian nutrisi dan tingkat aerasi. Menghilangkan efek negatif yang disebabkan oleh pengambilan sampel manual yang tertunda dan memakan waktu.
Gambaran Umum Proses Fermentasi Penicillium
Fermentasi farmasi adalah proyek mikrobiologi dan rekayasa yang canggih, di mana mikroorganisme yang dibudidayakan dengan cermat, seperti bakteri atau jamur, menghasilkan produk biologi vital seperti antibiotik, vaksin, dan enzim.
Proses fermentasi Penicillium dimulai dari persiapan inokulum dalam tangki bibit. Kemudian beralih ke fermentasi fed-batch dalam media yang diperkaya nutrisi di dalam fermentor tangki besar yang dalam, termasuk peralatan hilir untuk pemulihan dan pemurnian. Konsentrasi dan viskositas kaldu fermentasi dipantau dan diatur secara terus menerus menggunakan sensor proses inline, pengontrol model internal, dan sistem otomatis untuk meningkatkan hasil dan mencegah kontaminasi.
Sifat-sifat Penicillium Chrysogenum dalam Fermentasi Batch untuk Produksi Penisilin
Penicillium chrysogenum, jamur berfilamen, adalah mikroorganisme pilihan untuk produksi penisilin secara industri. Perilakunya selama proses fermentasi sangat kompleks dan secara langsung memengaruhi efisiensi dan hasil produk akhir. Memahami sifat-sifatnya sangat penting untuk pengendalian proses yang efektif.
Selama fermentasi, viskositas dan konsentrasi saling terkait erat, dan perubahan pada salah satunya secara langsung memengaruhi yang lainnya. Hubungan ini merupakan aspek penting dalam pengendalian proses, karena berdampak pada segala hal mulai dari pertumbuhan mikroba hingga hasil produk.
Perubahan Viskositas
Viskositas cairan fermentasi adalah ukuran resistensinya terhadap aliran. Viskositas tidak konstan dan biasanya berubah sepanjang siklus fermentasi karena beberapa faktor:
Konsentrasi mikroorganisme meningkat seiring pertumbuhan dan perkaliannya dalam pertumbuhan biomassa. Keberadaan fisik mikroorganisme saja sudah menciptakan jaringan sel yang padat dan saling terkait, yang secara signifikan meningkatkan viskositas cairan fermentasi.
Lisis sel terjadi di akhir fermentasi. Mikroba dapat mengalami lisis jika sel-sel mengalami stres, melepaskan komponen intraseluler seperti DNA dan protein. Molekul-molekul besar ini juga dapat secara signifikan meningkatkan viskositas kaldu.
Perubahan Konsentrasi
Konsentrasi berfluktuasi seiring dengan perkalian bakteri karena kepadatan sel menyebabkan media kultur yang padat dan interaksi antar sel yang lebih sering. Tentu saja, konsentrasi awal substrat seperti gula dan nutrisi memiliki pengaruh yang jelas terhadap pertumbuhan mikroba selanjutnya.
Protein dan polisakarida yang disekresikan terakumulasi dalam fermentasi berkelanjutan, berkontribusi pada peningkatan konsentrasi padatan terlarut atau tersuspensi.
Dampak dari Hubungan
Hubungan erat antara viskositas dan konsentrasi memiliki implikasi besar bagi proses fermentasi. Peningkatan viskositas akibat peningkatan konsentrasi dapat:
Menghambat Perpindahan Massa: Viskositas tinggi mempersulit perpindahan gas-gas penting seperti oksigen dari gelembung udara ke dalam kaldu, sehingga membatasi kemampuan mikroba untuk tumbuh.
Penurunan Efisiensi Pencampuran: Kaldu yang lebih kental membutuhkan lebih banyak energi untuk tercampur secara efektif. Hal ini dapat menyebabkan zona stagnan di mana nutrisi habis dan produk limbah menumpuk, menciptakan lingkungan yang tidak merata yang berdampak negatif pada produktivitas.
Mempengaruhi Proses Hilir: Kaldu dengan viskositas tinggi lebih sulit untuk disaring, disentrifugasi, dan dimurnikan selama fase pemulihan produk, sehingga membuat seluruh proses menjadi kurang efisien dan lebih mahal.
Oleh karena itu, pemantauan viskositas dan konsentrasi secara real-time sangat penting untuk menjaga kondisi optimal, memastikan kualitas produk yang konsisten, dan memaksimalkan hasil.
Aplikasi Pemantauan Viskositas Inline
Potensi transformatif dari pemantauan daring dalam proses fermentasi sangat terlihat dalam produksi antibiotik, seperti penisilin. Pelacakan viskositas secara waktu nyata memungkinkan operator untuk mengukur pertumbuhan mikroba dan konsistensi kaldu, sehingga memungkinkan penyesuaian yang tepat terhadap strategi pemberian makan, aerasi, dan pengadukan.
Teknologi proses otomatis bertindak sebagai pendeteksi sebelum potensi anomali, kontaminasi, dan pembentukan busa untuk mencegah kecelakaan produksi. Selain itu, teknologi ini memungkinkan skalabilitas dari laboratorium hingga bioreaktor industri.
Solusi Pengukuran Viskositas Inline Lonnmeter
Fungsi Utama dan Spesifikasi Teknis
Viskometer sanitasi inline danalat pengukur densitas farmasiDirancang untuk pemantauan fermentasi dan pengendalian proses dalam aplikasi farmasi. Desain mekanis khususnya mengurangi kemungkinan penumpukan bakteri, perawatan rutin, dan bahkan penggantian.
Iniinstrumen otomatisasi sebarisMemberikan pengukuran viskositas dan densitas secara real-time, memastikan kondisi kaldu yang konsisten dalam bioreaktor. Viskometer sanitasi inline ini memiliki rentang viskositas 10–10.000.000 cP. Toleransi suhunya mencapai 350°C.
Dilengkapi dengan sensor berbasis getaran atau resonansi canggih, instrumen ini memberikan pembacaan yang tepat dalam kondisi dinamis dan terintegrasi dengan mulus dengan sistem PLC dan DCS untuk kontrol otomatis, menjadikannya ideal untuk proses fermentasi penisilin.
Keunggulan Dibandingkan Metode Offline Tradisional
Instrumen pengukuran viskositas inline Lonnmeter mengungguli metode offline tradisional. Alat otomatisasi proses canggih memungkinkan penyesuaian proses secara langsung, menghilangkan kesalahan pengambilan sampel.
Ketelitian mereka dalam menangani kaldu non-Newtonian melampaui alat-alat offline, yang seringkali gagal menangani cairan kompleks. Desain sanitasi meminimalkan risiko kontaminasi, yang sangat penting dalam lingkungan farmasi, sementara pengumpulan data otomatis mengurangi kesalahan manusia, memastikan keandalan yang unggul untuk pemantauan online proses fermentasi.
Manfaat Otomatisasi Proses Fermentasi
Solusi Lonnmeter mentransformasi otomatisasi dalam fermentasi penisilin secara kontinu, memberikan manfaat yang tak tertandingi. Solusi ini memastikan viskositas cairan fermentasi yang konsisten, menghasilkan rendemen penisilin yang seragam dan kemurnian tinggi.
Kontrol viskositas otomatis mengurangi limbah, konsumsi energi, dan waktu henti, sehingga menghasilkan penghematan biaya yang signifikan. Data waktu nyata memungkinkan penyesuaian laju aliran, aerasi, dan pengadukan secara tepat, sehingga mengoptimalkan efisiensi proses.
Pentingnya pemantauan viskositas secara langsung dalam fermentasi farmasi, khususnya untuk proses fermentasi penisilin, tidak dapat diremehkan. Tingkatkan proses fermentasi Anda ke level berikutnya—hubungi Lonnmeter hari ini untuk meminta penawaran khusus untuk solusi pengukuran viskositas canggih kami dan raih presisi produksi yang tak tertandingi!
Waktu posting: 14 Agustus 2025
