Праћење и контрола процеса ферментације значе стварање савршеног окружења за раст и ферментацију микроба, а затим одржавање стабилне ефикасности, приноса и конзистентног квалитета производа. Кључни параметри попут pH, раствореног кисеоника, температуре, концентрације супстрата, вискозности су фактори који одређују квалитет и ефикасност у фармацеутским фабрикама, у којима се за процесне линије постављају ригорозни захтеви.
Потребе за праћењем вискозности и концентрације ферментационог бујона
И концентрација и вискозност служе као динамички индикатор микробног раста, густине ћелија и састава чорбе, дубоко утичући на критичне факторе као што су пренос масе, доступност кисеоника и дистрибуција хранљивих материја. Без пажљивог праћења ферментације и контроле процеса, флуктуације концентрације и вискозности могу пореметити осетљиву равнотежу ферментационог окружења, што доводи до смањеног приноса, недоследног квалитета производа и скупих неефикасности.
Континуирано онлајн праћење процеса ферментације пружа податке у реалном времену, омогућавајући оператерима да брзо и прецизно подесе параметре попут брзине додавања хранљивих материја и нивоа аерације. Елиминишите негативне ефекте узроковане одложеним и дуготрајним ручним узорковањем.
Преглед процеса ферментације пеницилијума
Фармацеутска ферментација је софистицирани пројекат микробиологије и инжењерства, где пажљиво култивисани микроорганизми, попут бактерија или гљивица, производе виталне биолошке производе попут антибиотика, вакцина и ензима.
Процес ферментације Penicillium почиње припремом инокулума у резервоарима за семе. Затим се прелази на ферментацију са доводом у медијуму обогаћеном хранљивим материјама унутар великих ферментора са дубоким резервоарима, укључујући низводну опрему за опоравак и пречишћавање. Концентрација и вискозност ферментационог бујона се континуирано прате и регулишу коришћењем уграђених сензора процеса, интерних контролера модела и аутоматизованих система како би се повећао принос и спречила контаминација.
Особине Penicillium Chrysogenum у серијској ферментацији за производњу пеницилина
Пеницилијум хризогенум, нитаста гљивица, је микроорганизам по избору за индустријску производњу пеницилина. Њено понашање током процеса ферментације је веома сложено и директно утиче на ефикасност и принос финалног производа. Разумевање његових својстава је неопходно за ефикасну контролу процеса.
Током ферментације, вискозност и концентрација су уско повезани, а промене у једном директно утичу на друго. Овај однос је кључни аспект контроле процеса, јер утиче на све, од раста микроба до приноса производа.
Промене вискозности
Вискозитет ферментационе чорбе је мера њеног отпора протоку. Није константан и обично се мења током циклуса ферментације због неколико фактора:
Концентрација микроорганизама расте са њиховим растом и множе се у порасту биомасе. Само физичко присуство ствара густу, испреплетену мрежу ћелија, што значајно повећава вискозност ферментационог чорбе.
Лиза ћелија се дешава на крају ферментације. Микроби могу да лизирају ако су ћелије под стресом, ослобађајући интрацелуларне компоненте попут ДНК и протеина. Ови велики молекули такође могу значајно повећати вискозност чорбе.
Промене концентрације
Концентрација варира са множењем бактерија, јер густина ћелија узрокује претрпан бујон и чешће интеракције између ћелија. Наравно, почетна концентрација супстрата попут шећера и хранљивих материја има очигледан утицај на даљи раст микроба.
Излучени протеини и полисахариди се акумулирају у континуираној ферментацији, доприносећи повећању концентрације растворених или суспендованих чврстих материја.
Утицај везе
Блиска веза између вискозности и концентрације има велике импликације на процес ферментације. Повећање вискозности услед повећане концентрације може:
Ометати пренос масе: Висока вискозност отежава пренос есенцијалних гасова попут кисеоника из мехурића ваздуха у чорбу, ограничавајући способност микроба да расту.
Смањење ефикасности мешања: Гушћа чорба захтева више енергије за ефикасно мешање. То може довести до стагнантних зона где се хранљиве материје исцрпљују, а отпадни производи накупљају, стварајући неравномерно окружење које негативно утиче на продуктивност.
Утичу на даљу обраду: Високо вискозне чорбе је теже филтрирати, центрифугирати и пречистити током фазе опоравка производа, што чини цео процес мање ефикасним и скупљим.
Стога је праћење вискозности и концентрације у реалном времену кључно за одржавање оптималних услова, обезбеђивање конзистентног квалитета производа и максимизирање приноса.
Примене праћења вискозности у току производње
Трансформативни потенцијал онлајн праћења у процесу ферментације је посебно очигледан у производњи антибиотика, као што је пеницилин. Праћење вискозности у реалном времену омогућава оператерима да мере раст микроба и конзистенцију чорбе, омогућавајући прецизно подешавање стратегија храњења, аерације и мешања.
Аутоматизоване процесне технологије делују као упозорење пре потенцијалних аномалија, контаминације, стварања пене како би се спречиле производне незгоде. Штавише, омогућавају скалабилност од лабораторијских до индустријских биореактора.
Лонметер решења за мерење вискозности у линији
Главне функције и техничке спецификације
Уграђени санитарни вискозиметар ифармацеутски мерач густинесу дизајнирани за праћење ферментације и контролу процеса у фармацеутским применама. Њихов посебан механички дизајн смањује могућност накупљања бактерија, па је потребно редовно одржавање, па чак и замена.
Овиинструменти за аутоматизацију у линијиОмогућавају мерења вискозности и густине у реалном времену, осигуравајући конзистентне услове чорбе у биореакторима. Инлајн санитарни вискозиметар има опсег вискозности од 10–10.000.000 cP. Његова температурна толеранција достиже 350°C.
Опремљени напредним сензорима заснованим на вибрацијама или резонанцији, ови инструменти пружају прецизна очитавања у динамичким условима и беспрекорно се интегришу са PLC и DCS системима за аутоматизовану контролу, што их чини идеалним за процес ферментације пеницилина.
Предности у односу на традиционалне офлајн методе
Лонметерови инструменти за мерење вискозности у линији надмашују традиционалне офлајн методе. Напредни алати за аутоматизацију процеса омогућавају тренутна подешавања процеса, елиминишући грешке у узорковању.
Њихова прецизност у руковању не-Њутновским чорбама надмашује офлајн алате, који често греше са сложеним течностима. Санитарни дизајн минимизира ризике од контаминације, што је кључно у фармацеутским условима, док аутоматизовано прикупљање података смањује људске грешке, обезбеђујући врхунску поузданост за онлајн праћење процеса ферментације.
Предности аутоматизације процеса ферментације
Лонметер-ова решења трансформишу аутоматизацију у континуираној ферментацији пеницилина, пружајући неупоредиве предности. Она обезбеђују конзистентан вискозитет ферментационог чорбе, што резултира уједначеним приносом пеницилина и високом чистоћом.
Аутоматизована контрола вискозности смањује отпад, потрошњу енергије и застоје, што доводи до значајних уштеда трошкова. Подаци у реалном времену омогућавају фино подешавање брзине додавања, аерације и мешања, оптимизујући ефикасност процеса.
Кључни значај праћења вискозности у фармацеутској ферментацији, посебно за процес ферментације пеницилина, не може се довољно нагласити. Подигните свој процес ферментације на виши ниво — контактирајте Lonnmeter данас да бисте затражили персонализовану понуду за наша напредна решења за мерење вискозности и откључали ненадмашну прецизност производње!
Време објаве: 14. август 2025.
