ניטור תסיסה ובקרת תהליכים פירושם יצירת סביבת גידול ותסיסה מושלמת עבור מיקרוביאלים, ובכך שמירה על יעילות יציבה, תפוקה ואיכות מוצר עקבית. פרמטרים מרכזיים כמו pH, חמצן מומס, טמפרטורה, ריכוזי מצע וצמיגות הם כולם גורמים הקובעים את האיכות והיעילות במפעלי תרופות, בהם מוטלות דרישות מחמירות לקווי התהליך.
צרכי ניטור צמיגות וריכוז ציר התסיסה
גם ריכוז וגם צמיגות משמשים כאינדיקטור דינמי לגדילה מיקרוביאלית, צפיפות תאים והרכב ציר, ומשפיעים עמוקות על גורמים קריטיים כגון העברת מסה, זמינות חמצן וחלוקת חומרי הזנה. ללא ניטור קפדני של התסיסה ובקרת התהליך, תנודות בריכוז ובצמיגות עלולות לשבש את האיזון העדין של סביבת התסיסה, מה שמוביל לירידה בתפוקה, לאיכות מוצר לא עקבית ולחוסר יעילות יקר.
ניטור מקוון רציף של תהליך התסיסה מספק נתונים בזמן אמת, ומאפשר למפעילים לבצע התאמות מהירות ומדויקות לפרמטרים כמו קצב הזנת חומרים מזינים ורמות אוורור. יש למנוע השפעות שליליות הנגרמות על ידי דגימה ידנית עיכובה וגוזלת זמן.
סקירה כללית של תהליך התסיסה של פניציליום
תסיסה פרמצבטית היא פרויקט מתוחכם של מיקרוביולוגיה והנדסה, שבו מיקרואורגניזמים המעובדים בקפידה, כגון חיידקים או פטריות, מייצרים תוצרים ביולוגיים חיוניים כמו אנטיביוטיקה, חיסונים ואנזימים.
תהליך התסיסה של פניציליום מתחיל בהכנת תרכיבים במיכלי זרעים. לאחר מכן עוברים לתסיסה מוזנת במצעים מועשרים בחומרים מזינים בתוך מתקני תסיסה גדולים ועמוקים, כולל ציוד במורד הזרם להשבתה וטיהור. ריכוז וצמיגות מרק התסיסה מנוטרים ומווסתים באופן רציף באמצעות חיישני תהליך מובנים, בקרי מודל פנימיים ומערכות אוטומטיות כדי לשפר את התפוקה ולמנוע זיהום.
תכונות של פניציליום כריסוגנום בתסיסה אצווה לייצור פניצילין
פניציליום כריסוגנום, פטרייה פילמנטית, היא המיקרואורגניזם המועדף לייצור תעשייתי של פניצילין. התנהגותה במהלך תהליך התסיסה מורכבת ביותר ומשפיעה ישירות על היעילות והתפוקה של המוצר הסופי. הבנת תכונותיה חיונית לבקרת תהליכים יעילה.
במהלך התסיסה, צמיגות וריכוז קשורות זו לזו באופן הדוק, ושינויים באחד מהם משפיעים ישירות על השני. קשר זה הוא היבט קריטי של בקרת התהליך, שכן הוא משפיע על הכל, החל מגדילה מיקרוביאלית ועד לתפוקת המוצר.
שינויי צמיגות
צמיגותו של ציר תסיסה היא מדד לעמידותו לזרימה. היא אינה קבועה ובדרך כלל משתנה לאורך מחזור התסיסה עקב מספר גורמים:
ריכוז המיקרואורגניזמים עולה עם גדילתם ומתרבים בצמיחת הביומסה. נוכחותם הפיזית יוצרת רשת תאים צפופה ושזורה, מה שמעלה את צמיגות ציר התסיסה באופן משמעותי.
ליזיס של תאים מתרחשת בסוף התסיסה. חיידקים עלולים להתפרק אם התאים נמצאים תחת לחץ, ולשחרר רכיבים תוך תאיים כמו DNA וחלבונים. מולקולות גדולות אלו יכולות גם להגביר משמעותית את צמיגות הציר.
שינויי ריכוז
הריכוז משתנה עם התרבות החיידקים, שכן צפיפות התאים גורמת לדחוסות בציר ולאינטראקציות תכופות יותר בין תאים. כמובן, לריכוז ההתחלתי של סובסטרטים כמו סוכרים וחומרי הזנה יש השפעה ברורה על צמיחה נוספת של חיידקים.
חלבון ופוליסכריד מופרשים מצטברים בתסיסה רציפה, תורמים לעלייה בריכוז של מוצקים מומסים או מרחפים.
ההשפעה של מערכת היחסים
לקשר ההדוק בין צמיגות לריכוז יש השלכות משמעותיות על תהליך התסיסה. עלייה בצמיגות עקב ריכוז מוגבר יכולה:
מעכב העברת מסה: צמיגות גבוהה מקשה על העברת גזים חיוניים כמו חמצן מבועות האוויר לתוך הציר, מה שמגביל את יכולתם של המיקרובים לגדול.
הפחתת יעילות הערבוב: ציר סמיך יותר דורש יותר אנרגיה כדי לערבב ביעילות. זה יכול להוביל לאזורים עומדים שבהם חומרים מזינים מתדלדלים ומצטברים פסולת, מה שיוצר סביבה לא אחידה המשפיעה לרעה על הפרודוקטיביות.
השפעה על עיבוד במורד הזרם: צורכים צמיגים במיוחד קשים יותר לסינון, צנטריפוגה וטיהור במהלך שלב שחזור המוצר, מה שהופך את התהליך כולו לפחות יעיל ויקר יותר.
לכן, ניטור צמיגות וריכוז בזמן אמת הוא קריטי לשמירה על תנאים אופטימליים, הבטחת איכות מוצר עקבית ומקסום התשואה.
יישומים של ניטור צמיגות מקוון
הפוטנציאל הטרנספורמטיבי של ניטור מקוון בתהליך התסיסה ניכר במיוחד בייצור אנטיביוטיקה, כגון פניצילין. מעקב צמיגות בזמן אמת מאפשר למפעילים לאמוד את הצמיחה המיקרוביאלית ואת עקביות הציר, מה שמאפשר התאמות מדויקות לאסטרטגיות האכלה, אוורור וערבול.
טכנולוגיות תהליכים אוטומטיות משמשות כגורם התרעה לפני אנומליות פוטנציאליות, זיהום והיווצרות קצף כדי למנוע תאונות ייצור. יתר על כן, הן מאפשרות גמישות ממעבדה לביו-ריאקטורים תעשייתיים.
פתרונות מדידת צמיגות מקוונת של Lonnmeter
פונקציות עיקריות ומפרטים טכניים
ויסקומטר סניטרי מוטבע ומד צפיפות תרופותמיועדים לניטור תסיסה ובקרת תהליכים ביישומים פרמצבטיים. העיצוב המכני המיוחד שלהם מפחית את האפשרויות להצטברות חיידקים, תחזוקה שוטפת ואפילו החלפה.
אֵלֶהמכשירי אוטומציה מוטבעיםמספק מדידות צמיגות וצפיפות בזמן אמת, ומבטיח תנאי ציר עקביים בביו-ריאקטורים. ויסקומטר הסניטרי המובנה כולל טווח צמיגות של 10–10,000,000 cP. סבילות הטמפרטורה שלו מגיעה ל-350°C.
מצוידים בחיישנים מתקדמים מבוססי ויברציה או תהודה, מכשירים אלה מספקים קריאות מדויקות בתנאים דינמיים ומשתלבים בצורה חלקה עם מערכות PLC ו- DCS לבקרה אוטומטית, מה שהופך אותם לאידיאליים לתהליך התסיסה של פניצילין.
יתרונות על פני שיטות מסורתיות לא מקוונות
מכשירי מדידת הצמיגות המוטבעים של Lonnmeter עולים על שיטות לא מקוונות מסורתיות. כלי אוטומציה מתקדמים של תהליכים מאפשרים התאמות מיידיות של התהליך, תוך ביטול שגיאות דגימה.
הדיוק שלהם בטיפול במרקים שאינם ניוטוניים עולה על כלים לא מקוונים, שלעתים קרובות מגמגמים בנוזלים מורכבים. העיצוב הסניטרי ממזער את סיכוני הזיהום, קריטי במסגרות פרמצבטיות, בעוד שאיסוף נתונים אוטומטי מפחית טעויות אנוש, ומבטיח אמינות מעולה לניטור מקוון של תהליך התסיסה.
יתרונות באוטומציה של תהליכי תסיסה
הפתרונות של Lonnmeter משנים את האוטומציה בתסיסה הרציפה של פניצילין, ומספקים יתרונות שאין שני להם. הם מבטיחים צמיגות עקבית של מרק התסיסה, וכתוצאה מכך תפוקות פניצילין אחידות וטוהר גבוה.
בקרת צמיגות אוטומטית מפחיתה בזבוז, צריכת אנרגיה וזמן השבתה, מה שמביא לחיסכון משמעותי בעלויות. נתונים בזמן אמת מאפשרים כוונון עדין של קצבי הזנה, אוורור וערבול, ובכך מייעלים את יעילות התהליך.
אי אפשר להפריז בחשיבות הקריטית של ניטור צמיגות מקוון בתסיסה פרמצבטית, במיוחד בתהליך התסיסה של פניצילין. קחו את תהליך התסיסה שלכם לשלב הבא - צרו קשר עם Lonnmeter עוד היום כדי לבקש הצעת מחיר מותאמת אישית עבור פתרונות מדידת הצמיגות המתקדמים שלנו ולשחרר דיוק ייצור שאין שני לו!
זמן פרסום: 14 באוגוסט 2025
