Новости - Процессы фармацевтической ферментации

Мониторинг ферментации и управление процессом означают создание идеальной среды для роста и ферментации микроорганизмов, что позволяет поддерживать стабильную эффективность, выход продукции и ее качество. Ключевые параметры, такие как pH, растворенный кислород, температура, концентрация субстрата, вязкость, — все это факторы, определяющие качество и эффективность на фармацевтических заводах, где к технологической линии предъявляются строгие требования.

Необходимость контроля вязкости и концентрации ферментационного раствора.

Как концентрация, так и вязкость служат динамическими индикаторами роста микроорганизмов, плотности клеток и состава культуральной среды, оказывая существенное влияние на такие важные факторы, как массоперенос, доступность кислорода и распределение питательных веществ. Без тщательного мониторинга процесса ферментации и контроля колебаний концентрации и вязкости колебания могут нарушить хрупкий баланс ферментационной среды, что приведет к снижению выхода продукции, нестабильному качеству продукта и дорогостоящим потерям.

Непрерывный онлайн-мониторинг процесса ферментации обеспечивает получение данных в режиме реального времени, позволяя операторам быстро и точно корректировать такие параметры, как скорость подачи питательных веществ и уровень аэрации. Это исключает негативные последствия, вызванные задержкой и трудоемким ручным отбором проб.

Обзор процесса ферментации Penicillium

Фармацевтическая ферментация — это сложный проект в области микробиологии и инженерии, в рамках которого тщательно культивируемые микроорганизмы, такие как бактерии или грибы, производят жизненно важные биопродукты, например, антибиотики, вакцины и ферменты.

Процесс ферментации Penicillium начинается с подготовки инокулята в затравочных резервуарах. Затем происходит переход к периодической ферментации в обогащенной питательными веществами среде в больших глубоких ферментерах, включая оборудование для выделения и очистки. Концентрация и вязкость ферментационной среды непрерывно контролируются и регулируются с помощью встроенных технологических датчиков, внутренних контроллеров моделей и автоматизированных систем для повышения выхода продукта и предотвращения загрязнения.

Свойства Penicillium Chrysogenum в периодическом режиме ферментации для производства пенициллина

Penicillium chrysogenum, нитевидный гриб, является предпочтительным микроорганизмом для промышленного производства пенициллина. Его поведение в процессе ферментации чрезвычайно сложно и напрямую влияет на эффективность и выход конечного продукта. Понимание его свойств имеет важное значение для эффективного контроля процесса.

В процессе ферментации вязкость и концентрация тесно взаимосвязаны, и изменения одного параметра напрямую влияют на другой. Эта взаимосвязь является критически важным аспектом управления процессом, поскольку она влияет на все, от роста микроорганизмов до выхода продукта.

Изменения вязкости

Вязкость ферментационной среды — это мера её сопротивления течению. Она не постоянна и обычно изменяется на протяжении всего цикла ферментации из-за нескольких факторов:

Концентрация микроорганизмов увеличивается по мере их роста и размножения в процессе увеличения биомассы. Само их физическое присутствие создает плотную, переплетенную сеть клеток, что значительно повышает вязкость ферментационной среды.

Лизис клеток происходит в конце ферментации. Микроорганизмы могут лизировать клетки, если они испытывают стресс, высвобождая внутриклеточные компоненты, такие как ДНК и белки. Эти крупные молекулы также могут значительно увеличить вязкость культуральной среды.

Изменения концентрации

Концентрация бактерий колеблется по мере их размножения, поскольку высокая плотность клеток приводит к переполнению питательной среды и более частым взаимодействиям между клетками. Конечно, начальная концентрация субстратов, таких как сахара и питательные вещества, оказывает очевидное влияние на дальнейший рост микроорганизмов.

В процессе непрерывной ферментации происходит накопление секретируемых белков и полисахаридов, что способствует повышению концентрации растворенных или взвешенных твердых веществ.

Влияние температуры и времени ферментации на производство пенициллина V.

Влияние отношений

Тесная взаимосвязь между вязкостью и концентрацией имеет важное значение для процесса ферментации. Повышение вязкости вследствие увеличения концентрации может:

Затруднение массопереноса: высокая вязкость затрудняет перенос необходимых газов, таких как кислород, из пузырьков воздуха в бульон, ограничивая способность микроорганизмов к росту.

Снижение эффективности перемешивания: Для эффективного перемешивания более густого бульона требуется больше энергии. Это может привести к образованию застойных зон, где истощаются питательные вещества и накапливаются отходы, создавая неравномерную среду, которая негативно влияет на производительность.

Влияние на последующую обработку: Высоковязкие растворы сложнее фильтровать, центрифугировать и очищать на этапе выделения продукта, что делает весь процесс менее эффективным и более дорогостоящим.

Поэтому мониторинг вязкости и концентрации в режиме реального времени имеет решающее значение для поддержания оптимальных условий, обеспечения стабильного качества продукции и максимизации выхода продукции.

Применение встроенного мониторинга вязкости

Трансформационный потенциал онлайн-мониторинга в процессе ферментации особенно очевиден в производстве антибиотиков, таких как пенициллин. Отслеживание вязкости в режиме реального времени позволяет операторам оценивать рост микроорганизмов и консистенцию культуральной среды, что дает возможность точно корректировать стратегии подачи питательных веществ, аэрации и перемешивания.

Автоматизированные технологические процессы выступают в качестве оповещателей о потенциальных аномалиях, загрязнениях и образовании пены, предотвращая производственные аварии. Кроме того, они обеспечивают масштабируемость от лабораторных до промышленных биореакторов.

онлайн-измеритель концентрации плотности

Решения для измерения вязкости в потоке Lonnmeter

Основные функции и технические характеристики

Встраиваемый санитарный вискозиметр ифармацевтический плотномерОни предназначены для мониторинга ферментации и управления технологическими процессами в фармацевтической промышленности. Их особая механическая конструкция снижает вероятность размножения бактерий, необходимости регулярного технического обслуживания и даже замены.

Этиинструменты автоматизации на конвейереОбеспечивает измерения вязкости и плотности в режиме реального времени, гарантируя стабильные условия в культуральной среде биореакторов. Встраиваемый санитарный вискозиметр имеет диапазон измерения вязкости 10–10 000 000 сП. Температурный диапазон составляет 350 °C.

Оснащенные передовыми датчиками, работающими на основе вибрации или резонанса, эти приборы обеспечивают точные показания в динамических условиях и легко интегрируются с системами ПЛК и РСУ для автоматизированного управления, что делает их идеальными для процесса ферментации пенициллина.

Преимущества перед традиционными офлайн-методами

Встраиваемые приборы для измерения вязкости от Lonnmeter превосходят традиционные автономные методы. Передовые инструменты автоматизации процессов позволяют мгновенно корректировать технологический процесс, исключая ошибки отбора проб.

Их точность при работе с неньютоновскими средами превосходит точность автономных устройств, которые часто дают сбои при работе со сложными жидкостями. Санитарная конструкция минимизирует риски загрязнения, что крайне важно в фармацевтической отрасли, а автоматизированный сбор данных снижает вероятность человеческих ошибок, обеспечивая превосходную надежность для онлайн-мониторинга процесса ферментации.

Преимущества автоматизации процесса ферментации

Решения компании Lonnmeter преобразуют автоматизацию непрерывного процесса ферментации пенициллина, обеспечивая непревзойденные преимущества. Они гарантируют стабильную вязкость ферментационной среды, что приводит к равномерному выходу пенициллина и высокой чистоте продукта.

Автоматизированный контроль вязкости снижает количество отходов, энергопотребление и время простоя, что приводит к значительной экономии средств. Данные в режиме реального времени позволяют точно настраивать скорость подачи, аэрацию и перемешивание, оптимизируя эффективность процесса.

Критически важное значение встроенного мониторинга вязкости в фармацевтической ферментации, особенно в процессе ферментации пенициллина, невозможно переоценить. Поднимите свой процесс ферментации на новый уровень — свяжитесь с компанией Lonnmeter сегодня, чтобы запросить индивидуальное предложение по нашим передовым решениям для измерения вязкости и добиться беспрецедентной точности производства!

Действуйте прямо сейчас!

Дата публикации: 14 августа 2025 г.