Fermentācijas uzraudzība un procesa kontrole nozīmē ideālas augšanas un fermentācijas vides radīšanu mikrobiem, pēc tam saglabājot stabilu efektivitāti, ražu un nemainīgu produkta kvalitāti. Galvenie parametri, piemēram, pH, izšķīdušais skābeklis, temperatūra, substrātu koncentrācija un viskozitāte, ir faktori, kas nosaka kvalitāti un efektivitāti farmācijas rūpnīcās, kurās procesu līnijām tiek izvirzītas stingras prasības.
Fermentācijas buljona viskozitātes un koncentrācijas uzraudzības nepieciešamība
Gan koncentrācija, gan viskozitāte kalpo kā dinamisks mikrobu augšanas, šūnu blīvuma un buljona sastāva indikators, būtiski ietekmējot tādus kritiskus faktorus kā masas pārnešana, skābekļa pieejamība un barības vielu sadalījums. Bez rūpīgas fermentācijas uzraudzības un procesa kontroles koncentrācijas un viskozitātes svārstības var izjaukt fermentācijas vides trauslo līdzsvaru, izraisot samazinātu ražu, nekonsekventu produkta kvalitāti un dārgas neefektivitātes.
Nepārtraukta fermentācijas procesa tiešsaistes uzraudzība sniedz datus reāllaikā, dodot operatoriem iespēju ātri un precīzi pielāgot tādus parametrus kā barības vielu padeves ātrumus un aerācijas līmeņus. Novērš negatīvās sekas, ko rada aizkavēta un laikietilpīga manuāla paraugu ņemšana.
Penicillija fermentācijas procesa pārskats
Farmaceitiskā fermentācija ir sarežģīts mikrobioloģijas un inženierijas projekts, kurā rūpīgi kultivēti mikroorganismi, piemēram, baktērijas vai sēnītes, ražo svarīgus bioproduktus, piemēram, antibiotikas, vakcīnas un fermentus.
Penicillium fermentācijas process sākas ar inokuluma sagatavošanu sēklas tvertnēs. Pēc tam pāriet uz partijas fermentāciju barības vielām bagātinātā vidē lielos dziļās tvertnes fermentatoros, ieskaitot iekārtas atgūšanai un attīrīšanai. Fermentācijas šķidruma koncentrācija un viskozitāte tiek nepārtraukti uzraudzīta un regulēta, izmantojot iebūvētus procesa sensorus, iekšējos modeļa kontrolierus un automatizētas sistēmas, lai palielinātu ražu un novērstu piesārņojumu.
Penicillium Chrysogenum īpašības penicilīna ražošanas partijas fermentācijā
Penicillium chrysogenum, pavedienveida sēne, ir izvēlētais mikroorganisms penicilīna rūpnieciskai ražošanai. Tā uzvedība fermentācijas procesā ir ļoti sarežģīta un tieši ietekmē galaprodukta efektivitāti un ražu. Tā īpašību izpratne ir būtiska efektīvai procesa kontrolei.
Fermentācijas laikā viskozitāte un koncentrācija ir cieši saistītas, un izmaiņas vienā tieši ietekmē otru. Šī saistība ir kritisks procesa kontroles aspekts, jo tā ietekmē visu, sākot no mikrobu augšanas līdz produkta ražai.
Viskozitātes izmaiņas
Fermentācijas buljona viskozitāte ir tā plūsmas pretestības mērs. Tā nav nemainīga un parasti mainās fermentācijas cikla laikā vairāku faktoru dēļ:
Mikroorganismu koncentrācija palielinās līdz ar to augšanu un vairošanos biomasas pieaugumā. Jau pati fiziskā klātbūtne rada blīvu, savstarpēji saistītu šūnu tīklu, kas ievērojami palielina fermentācijas buljona viskozitāti.
Šūnu līze notiek fermentācijas beigās. Mikroorganismi var lizēties, ja šūnas tiek pakļautas stresam, atbrīvojot intracelulārus komponentus, piemēram, DNS un olbaltumvielas. Šīs lielās molekulas var arī ievērojami palielināt buljona viskozitāti.
Koncentrācijas izmaiņas
Koncentrācija svārstās, baktērijām vairojoties, jo šūnu blīvums izraisa pārpildītu buljonu un biežāku mijiedarbību starp šūnām. Protams, substrātu, piemēram, cukuru un barības vielu, sākotnējai koncentrācijai ir acīmredzama ietekme uz turpmāku mikrobu augšanu.
Nepārtrauktas fermentācijas laikā uzkrājas sekrēcijas olbaltumvielas un polisaharīdi, kas veicina izšķīdušo vai suspendēto vielu koncentrācijas palielināšanos.
Attiecību ietekme
Ciešā saistība starp viskozitāti un koncentrāciju būtiski ietekmē fermentācijas procesu. Viskozitātes palielināšanās palielinātas koncentrācijas dēļ var:
Kavē masas pārnesi: Augsta viskozitāte apgrūtina svarīgu gāzu, piemēram, skābekļa, pārnešanu no gaisa burbuļiem buljonā, ierobežojot mikrobu spēju augt.
Samazināta maisīšanas efektivitāte: Biezākam buljonam efektīvai maisīšanai nepieciešams vairāk enerģijas. Tas var izraisīt stagnējošas zonas, kurās barības vielas ir izsīkušas un uzkrājas atkritumprodukti, radot nevienmērīgu vidi, kas negatīvi ietekmē produktivitāti.
Ietekme uz lejupējo apstrādi: Ļoti viskozus buljonus produkta atgūšanas fāzē ir grūtāk filtrēt, centrifugēt un attīrīt, padarot visu procesu mazāk efektīvu un dārgāku.
Tāpēc viskozitātes un koncentrācijas uzraudzība reāllaikā ir ļoti svarīga, lai uzturētu optimālus apstākļus, nodrošinātu nemainīgu produkta kvalitāti un palielinātu ražu.
Iekšējās viskozitātes uzraudzības pielietojumi
Tiešsaistes uzraudzības transformējošais potenciāls fermentācijas procesā ir īpaši redzams antibiotiku, piemēram, penicilīna, ražošanā. Viskozitātes izsekošana reāllaikā ļauj operatoriem novērtēt mikrobu augšanu un buljona konsistenci, ļaujot precīzi pielāgot barošanas stratēģijas, aerāciju un maisīšanu.
Automatizētas procesu tehnoloģijas darbojas kā brīdinājuma signāls pirms iespējamām anomālijām, piesārņojuma un putu veidošanās, lai novērstu ražošanas negadījumus. Turklāt tās nodrošina mērogojamību no laboratorijas līdz rūpnieciskiem bioreaktoriem.
Lonnmeter iebūvētie viskozitātes mērīšanas risinājumi
Galvenās funkcijas un tehniskās specifikācijas
Iebūvētais sanitārais viskozimetrs unfarmaceitiskā blīvuma mērītājsir paredzēti fermentācijas uzraudzībai un procesu kontrolei farmaceitiskajās lietojumprogrammās. To īpašais mehāniskais dizains samazina baktēriju uzkrāšanās iespējamību, nepieciešamību pēc regulāras apkopes un pat nomaiņas.
Šieiebūvētie automatizācijas instrumentiNodrošina viskozitātes un blīvuma mērījumus reāllaikā, garantējot vienmērīgus buljona apstākļus bioreaktoros. Iebūvētajam sanitārajam viskozimetram ir viskozitātes diapazons no 10 līdz 10 000 000 cP. Tā temperatūras tolerance sasniedz 350 °C.
Šie instrumenti, kas aprīkoti ar moderniem vibrācijas vai rezonanses sensoriem, nodrošina precīzus rādījumus dinamiskos apstākļos un nemanāmi integrējas ar PLC un DCS sistēmām automatizētai vadībai, padarot tos ideāli piemērotus penicilīna fermentācijas procesam.
Priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām bezsaistes metodēm
Lonnmeter iebūvētie viskozitātes mērīšanas instrumenti pārspēj tradicionālās bezsaistes metodes. Uzlaboti procesu automatizācijas rīki nodrošina tūlītēju procesa pielāgošanu, novēršot paraugu ņemšanas kļūdas.
To precizitāte neņūtonisko buljonu apstrādē pārspēj bezsaistes instrumentus, kas bieži vien nedarbojas ar sarežģītiem šķidrumiem. Sanitārais dizains samazina piesārņojuma risku, kas ir kritiski svarīgi farmācijas vidē, savukārt automatizēta datu vākšana samazina cilvēciskās kļūdas, nodrošinot augstāku uzticamību fermentācijas procesa tiešsaistes uzraudzībai.
Fermentācijas procesa automatizācijas priekšrocības
Lonnmeter risinājumi pārveido automatizāciju nepārtrauktā penicilīna fermentācijā, sniedzot nepārspējamas priekšrocības. Tie nodrošina vienmērīgu fermentācijas buljona viskozitāti, kā rezultātā tiek iegūts vienāds penicilīna daudzums un augsta tīrības pakāpe.
Automatizēta viskozitātes kontrole samazina atkritumus, enerģijas patēriņu un dīkstāves laiku, tādējādi ievērojami ietaupot izmaksas. Reāllaika dati ļauj precīzi pielāgot padeves ātrumu, aerāciju un maisīšanu, optimizējot procesa efektivitāti.
Farmaceitiskās fermentācijas procesā, īpaši penicilīna fermentācijas procesā, iekšējās viskozitātes uzraudzības kritisko nozīmi nevar pārvērtēt. Paceliet savu fermentācijas procesu nākamajā līmenī — sazinieties ar Lonnmeter jau šodien, lai pieprasītu personalizētu cenu piedāvājumu mūsu uzlabotajiem viskozitātes mērīšanas risinājumiem un atklātu nepārspējamu ražošanas precizitāti!
Publicēšanas laiks: 2025. gada 14. augusts
