발효 모니터링 및 공정 제어는 미생물의 성장과 발효에 최적의 환경을 조성하여 안정적인 효율, 수율 및 일관된 제품 품질을 유지하는 것을 의미합니다. pH, 용존 산소, 온도, 기질 농도, 점도와 같은 주요 매개변수는 제약 공장에서 품질과 효율을 결정하는 요소이며, 이러한 공장에서는 공정 라인에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.
발효액 점도 및 농도 모니터링의 필수 사항
농도와 점도는 미생물 성장, 세포 밀도 및 배양액 조성의 동적 지표 역할을 하며, 물질 전달, 산소 공급 및 영양소 분포와 같은 중요한 요소에 지대한 영향을 미칩니다. 세심한 발효 모니터링과 공정 제어가 이루어지지 않으면 농도와 점도의 변동으로 인해 발효 환경의 미묘한 균형이 깨져 수율 감소, 제품 품질 저하 및 비용 낭비로 이어질 수 있습니다.
발효 공정을 지속적으로 온라인으로 모니터링하여 실시간 데이터를 제공함으로써, 작업자는 영양분 공급 속도 및 통기량과 같은 매개변수를 신속하고 정확하게 조정할 수 있습니다. 지연되고 시간이 많이 소요되는 수동 샘플링으로 인한 부정적인 영향을 제거할 수 있습니다.
페니실리움 발효 공정 개요
제약 발효는 미생물학과 공학이 결합된 정교한 프로젝트로, 박테리아나 곰팡이와 같은 미생물을 세심하게 배양하여 항생제, 백신, 효소와 같은 중요한 생물학적 제품을 생산합니다.
페니실리움 발효 공정은 종균 탱크에서 접종균을 준비하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 회수 및 정제 설비를 포함한 대형 심층 탱크 발효조에서 영양 강화 배지를 이용한 유가식 발효로 전환됩니다. 발효액의 농도와 점도는 인라인 공정 센서, 내부 모델 제어기 및 자동화 시스템을 사용하여 지속적으로 모니터링 및 조절되어 수율을 향상시키고 오염을 방지합니다.
페니실린 생산을 위한 배치 발효에서 페니실리움 크리소게눔의 특성
페니실리움 크리소게눔(Penicillium chrysogenum)은 사상균으로, 페니실린의 산업적 생산에 가장 적합한 미생물입니다. 발효 과정에서 페니실리움 크리소게눔의 행동은 매우 복잡하며 최종 제품의 효율과 수율에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 효과적인 공정 제어를 위해서는 페니실리움 크리소게눔의 특성을 이해하는 것이 필수적입니다.
발효 과정에서 점도와 농도는 밀접하게 연관되어 있으며, 한쪽의 변화는 다른 쪽에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 관계는 미생물 성장부터 제품 수율에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치기 때문에 공정 제어에 있어 매우 중요한 요소입니다.
점도 변화
발효액의 점도는 흐름에 대한 저항을 나타내는 척도입니다. 점도는 일정하지 않으며 일반적으로 여러 요인으로 인해 발효 주기 동안 변화합니다.
미생물의 농도는 성장과 함께 증가하며, 생물량 증가에 따라 증식합니다. 물리적인 존재만으로도 세포들이 촘촘하게 얽힌 네트워크를 형성하여 발효액의 점도를 크게 높입니다.
세포 용해는 발효 말기에 발생합니다. 미생물은 스트레스를 받으면 용해되어 DNA와 단백질 같은 세포 내 구성 요소를 방출할 수 있습니다. 이러한 큰 분자들은 또한 배양액의 점도를 크게 증가시킬 수 있습니다.
농도 변화
세균이 증식함에 따라 농도가 변동하는데, 이는 세포 밀도가 높아져 배양액이 혼잡해지고 세포 간 상호작용이 빈번해지기 때문입니다. 물론, 당류나 영양분과 같은 기질의 초기 농도는 미생물의 дальнейшее 성장에 분명한 영향을 미칩니다.
연속 발효 과정에서 분비된 단백질과 다당류가 축적되어 용해성 또는 부유성 고형물의 농도 증가에 기여합니다.
관계의 영향
점도와 농도 사이의 밀접한 관계는 발효 과정에 중대한 영향을 미칩니다. 농도 증가로 인한 점도 상승은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.
물질 전달 저해: 점도가 높으면 기포에서 배양액으로 산소와 같은 필수 기체가 전달되기 어려워져 미생물의 성장이 제한됩니다.
혼합 효율 저하: 점도가 높은 육수는 효과적으로 혼합하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다. 이로 인해 영양분이 고갈되고 노폐물이 축적되는 정체 구역이 생겨 생산성에 부정적인 영향을 미치는 불균일한 환경이 조성될 수 있습니다.
후속 공정에 미치는 영향: 점도가 높은 배양액은 제품 회수 단계에서 여과, 원심분리 및 정제가 더 어려워 전체 공정의 효율성이 떨어지고 비용이 증가합니다.
따라서 최적의 조건을 유지하고 일관된 제품 품질을 보장하며 생산량을 극대화하기 위해서는 점도와 농도를 실시간으로 모니터링하는 것이 매우 중요합니다.
인라인 점도 모니터링의 응용 분야
발효 공정에서 온라인 모니터링의 혁신적인 잠재력은 페니실린과 같은 항생제 생산에서 특히 두드러집니다. 실시간 점도 추적을 통해 작업자는 미생물 성장과 배양액의 농도를 측정하여 공급 전략, 통기 및 교반을 정밀하게 조정할 수 있습니다.
자동화된 공정 기술은 잠재적인 이상 현상, 오염, 거품 발생 이전에 경보를 울려 생산 사고를 예방합니다. 또한 실험실 규모에서 산업용 생물반응기로의 확장을 가능하게 합니다.
Lonnmeter 인라인 점도 측정 솔루션
주요 기능 및 기술 사양
인라인 위생 점도계 및제약용 밀도계이 장비들은 제약 분야의 발효 모니터링 및 공정 제어를 위해 설계되었습니다. 특수한 기계적 설계로 세균 증식 가능성, 정기적인 유지보수 및 교체 필요성을 줄여줍니다.
이것들인라인 자동화 계측기실시간 점도 및 밀도 측정을 제공하여 생물반응기 내 배양액의 일관된 조건을 보장합니다. 이 인라인 위생 점도계는 10~1,000만 cP의 점도 범위를 가지며, 최대 350°C의 온도까지 견딜 수 있습니다.
첨단 진동 또는 공명 기반 센서를 장착한 이 장비는 동적인 조건에서도 정확한 측정값을 제공하며, 자동 제어를 위해 PLC 및 DCS 시스템과 원활하게 통합되므로 페니실린 발효 공정에 이상적입니다.
기존 오프라인 방식 대비 장점
론미터의 인라인 점도 측정 장비는 기존의 오프라인 방식보다 뛰어난 성능을 제공합니다. 첨단 공정 자동화 도구를 통해 즉각적인 공정 조정이 가능하여 샘플링 오류를 제거합니다.
이 장비는 비뉴턴 유체를 정밀하게 처리할 수 있어 복잡한 유체 처리에서 종종 오류를 보이는 오프라인 도구를 능가합니다. 위생적인 설계로 오염 위험을 최소화하여 제약 환경에서 매우 중요한 역할을 하며, 자동 데이터 수집 기능으로 인적 오류를 줄여 발효 공정의 온라인 모니터링에 탁월한 신뢰성을 보장합니다.
발효 공정 자동화의 이점
론미터의 솔루션은 페니실린 연속 발효 자동화에 혁신을 가져와 탁월한 이점을 제공합니다. 이 솔루션은 발효액의 점도를 일정하게 유지하여 균일한 페니실린 수율과 높은 순도를 보장합니다.
자동 점도 제어는 폐기물, 에너지 소비 및 가동 중지 시간을 줄여 상당한 비용 절감을 가져옵니다. 실시간 데이터를 통해 공급 속도, 통기 및 교반을 정밀하게 조정하여 공정 효율을 최적화할 수 있습니다.
제약 발효, 특히 페니실린 발효 공정에서 실시간 점도 모니터링의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 발효 공정을 한 단계 더 발전시키십시오. 지금 바로 론미터(Lonnmeter)에 문의하여 당사의 첨단 점도 측정 솔루션에 대한 맞춤 견적을 요청하고 탁월한 생산 정밀도를 확보하십시오!
게시 시간: 2025년 8월 14일
