การตรวจสอบและควบคุมกระบวนการหมัก หมายถึงการสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตและการหมักของจุลินทรีย์ เพื่อรักษาระดับประสิทธิภาพ ผลผลิต และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่คงที่ พารามิเตอร์สำคัญ เช่น pH ออกซิเจนละลาย อุณหภูมิ ความเข้มข้นของสารตั้งต้น และความหนืด ล้วนเป็นปัจจัยที่กำหนดคุณภาพและประสิทธิภาพในโรงงานผลิตยา ซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับสายการผลิต
ความจำเป็นในการตรวจสอบความหนืดและความเข้มข้นของน้ำหมัก
ทั้งความเข้มข้นและความหนืดเป็นตัวบ่งชี้แบบไดนามิกของการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ความหนาแน่นของเซลล์ และองค์ประกอบของน้ำหมัก ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อปัจจัยสำคัญ เช่น การถ่ายเทมวล การมีอยู่ของออกซิเจน และการกระจายตัวของสารอาหาร หากไม่มีการตรวจสอบการหมักและการควบคุมกระบวนการอย่างพิถีพิถัน ความผันผวนของความเข้มข้นและความหนืดอาจรบกวนสมดุลที่ละเอียดอ่อนของสภาพแวดล้อมการหมัก ส่งผลให้ผลผลิตลดลง คุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่สม่ำเสมอ และความสูญเปล่าที่มีค่าใช้จ่ายสูง
การตรวจสอบกระบวนการหมักอย่างต่อเนื่องทางออนไลน์จะให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์ ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับพารามิเตอร์ต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ เช่น อัตราการป้อนสารอาหารและระดับการเติมอากาศ ขจัดผลกระทบเชิงลบที่เกิดจากการสุ่มตัวอย่างด้วยตนเองที่ล่าช้าและใช้เวลานาน
ภาพรวมของกระบวนการหมักเพนิซิลเลียม
การหมักทางเภสัชกรรมเป็นโครงการที่ซับซ้อนทางด้านจุลชีววิทยาและวิศวกรรม โดยใช้จุลินทรีย์ที่ได้รับการเพาะเลี้ยงอย่างระมัดระวัง เช่น แบคทีเรียหรือเชื้อรา เพื่อผลิตสารชีวภาพที่สำคัญ เช่น ยาปฏิชีวนะ วัคซีน และเอนไซม์
กระบวนการหมักเพนิซิลเลียมเริ่มต้นจากการเตรียมเชื้อเริ่มต้นในถังเพาะเลี้ยง จากนั้นจึงเปลี่ยนไปสู่การหมักแบบเติมสารอาหารอย่างต่อเนื่องในอาหารเลี้ยงเชื้อที่อุดมด้วยสารอาหารภายในถังหมักขนาดใหญ่ที่มีความลึก รวมถึงอุปกรณ์ปลายทางสำหรับการกู้คืนและทำให้บริสุทธิ์ ความเข้มข้นและความหนืดของน้ำหมักจะถูกตรวจสอบและควบคุมอย่างต่อเนื่องโดยใช้เซ็นเซอร์กระบวนการแบบอินไลน์ ตัวควบคุมแบบจำลองภายใน และระบบอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มผลผลิตและป้องกันการปนเปื้อน
คุณสมบัติของ Penicillium Chrysogenum ในกระบวนการหมักแบบแบทช์เพื่อการผลิตเพนิซิลลิน
เพนิซิลเลียม คริโซเจนัม (Penicillium chrysogenum) เป็นเชื้อราเส้นใยชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่นิยมใช้ในการผลิตเพนิซิลลินในระดับอุตสาหกรรม พฤติกรรมของเชื้อราชนิดนี้ในระหว่างกระบวนการหมักมีความซับซ้อนสูงและส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การทำความเข้าใจคุณสมบัติของเชื้อราจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการควบคุมกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพ
ในระหว่างกระบวนการหมัก ความหนืดและความเข้มข้นมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด และการเปลี่ยนแปลงในด้านหนึ่งจะส่งผลกระทบโดยตรงต่ออีกด้านหนึ่ง ความสัมพันธ์นี้เป็นแง่มุมที่สำคัญของการควบคุมกระบวนการ เนื่องจากส่งผลกระทบต่อทุกสิ่งตั้งแต่การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ไปจนถึงผลผลิตของผลิตภัณฑ์
การเปลี่ยนแปลงความหนืด
ความหนืดของน้ำหมักเป็นตัววัดความต้านทานต่อการไหล ความหนืดจะไม่คงที่และโดยทั่วไปจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดวงจรการหมักเนื่องจากหลายปัจจัย:
ความเข้มข้นของจุลินทรีย์จะเพิ่มขึ้นตามการเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวนขึ้นเมื่อมวลชีวภาพเพิ่มขึ้น เพียงแค่การมีอยู่ของจุลินทรีย์ก็สร้างเครือข่ายเซลล์ที่หนาแน่นและพันกัน ซึ่งทำให้ความหนืดของน้ำหมักเพิ่มขึ้นอย่างมาก
การแตกตัวของเซลล์เกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดกระบวนการหมัก จุลินทรีย์อาจแตกตัวหากเซลล์ได้รับความเครียด ทำให้ส่วนประกอบภายในเซลล์ เช่น DNA และโปรตีน ถูกปล่อยออกมา โมเลกุลขนาดใหญ่เหล่านี้ยังสามารถเพิ่มความหนืดของน้ำซุปได้อย่างมากอีกด้วย
การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้น
ความเข้มข้นจะผันผวนตามการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรีย เนื่องจากความหนาแน่นของเซลล์ทำให้ของเหลวในภาชนะแออัดและมีการปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์บ่อยขึ้น แน่นอนว่าความเข้มข้นเริ่มต้นของสารตั้งต้น เช่น น้ำตาลและสารอาหาร มีผลอย่างชัดเจนต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ต่อไป
โปรตีนและพอลิแซ็กคาไรด์ที่ถูกขับออกมาจะสะสมอยู่ในกระบวนการหมักอย่างต่อเนื่อง ซึ่งส่งผลให้ความเข้มข้นของสารละลายหรือของแข็งแขวนลอยเพิ่มสูงขึ้น
ผลกระทบของความสัมพันธ์
ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างความหนืดและความเข้มข้นมีผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการหมัก การเพิ่มขึ้นของความหนืดเนื่องจากความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลให้เกิด:
ขัดขวางการถ่ายเทมวล: ความหนืดสูงทำให้การถ่ายเทก๊าซที่จำเป็น เช่น ออกซิเจน จากฟองอากาศเข้าไปในน้ำเลี้ยงเชื้อทำได้ยากขึ้น ซึ่งจำกัดความสามารถในการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์
ประสิทธิภาพการผสมลดลง: น้ำซุปที่ข้นขึ้นต้องการพลังงานในการผสมมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดบริเวณที่สารอาหารไหลเวียนไม่ดีและของเสียสะสม ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ไม่สม่ำเสมอ ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพการผลิต
ส่งผลกระทบต่อกระบวนการขั้นต่อไป: สารละลายที่มีความหนืดสูงจะกรอง ปั่นแยก และทำให้บริสุทธิ์ได้ยากขึ้นในขั้นตอนการกู้คืนผลิตภัณฑ์ ทำให้กระบวนการทั้งหมดมีประสิทธิภาพลดลงและมีต้นทุนสูงขึ้น
ดังนั้น การตรวจสอบความหนืดและความเข้มข้นแบบเรียลไทม์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเงื่อนไขที่เหมาะสม การรับประกันคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สม่ำเสมอ และการเพิ่มผลผลิตให้สูงสุด
การประยุกต์ใช้การตรวจสอบความหนืดแบบอินไลน์
ศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอย่างมหาศาลของการตรวจสอบแบบออนไลน์ในกระบวนการหมักนั้นเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในการผลิตยาปฏิชีวนะ เช่น เพนิซิลลิน การติดตามความหนืดแบบเรียลไทม์ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถวัดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และความสม่ำเสมอของน้ำหมัก ทำให้สามารถปรับกลยุทธ์การให้อาหาร การเติมอากาศ และการกวนได้อย่างแม่นยำ
เทคโนโลยีการประมวลผลอัตโนมัติทำหน้าที่เป็นตัวเตือนภัยก่อนที่จะเกิดความผิดปกติ การปนเปื้อน หรือการเกิดฟอง เพื่อป้องกันอุบัติเหตุในการผลิต นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถขยายขนาดจากห้องปฏิบัติการไปสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพระดับอุตสาหกรรมได้
โซลูชันการวัดความหนืดแบบอินไลน์ของ Lonnmeter
หน้าที่หลักและข้อกำหนดทางเทคนิค
เครื่องวัดความหนืดแบบสุขอนามัยชนิดติดตั้งในท่อและเครื่องวัดความหนาแน่นทางเภสัชกรรมได้รับการออกแบบมาเพื่อการตรวจสอบการหมักและการควบคุมกระบวนการในอุตสาหกรรมยา การออกแบบทางกลพิเศษช่วยลดโอกาสการสะสมของแบคทีเรีย การบำรุงรักษาเป็นประจำ และแม้กระทั่งการเปลี่ยนชิ้นส่วน
เหล่านี้เครื่องมืออัตโนมัติแบบอินไลน์เครื่องวัดความหนืดแบบติดตั้งในสายการผลิตนี้ ให้การวัดความหนืดและความหนาแน่นแบบเรียลไทม์ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสภาวะของสารละลายในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพมีความสม่ำเสมอ โดยมีช่วงการวัดความหนืดตั้งแต่ 10–10,000,000 cP และทนต่ออุณหภูมิได้ถึง 350°C
เครื่องมือเหล่านี้ติดตั้งเซ็นเซอร์แบบสั่นสะเทือนหรือแบบเรโซแนนซ์ขั้นสูง ให้ค่าการวัดที่แม่นยำในสภาวะไดนามิก และสามารถทำงานร่วมกับระบบ PLC และ DCS ได้อย่างราบรื่นเพื่อการควบคุมอัตโนมัติ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการหมักเพนิซิลลิน
ข้อดีเหนือกว่าวิธีการแบบออฟไลน์ดั้งเดิม
เครื่องมือวัดความหนืดแบบอินไลน์ของ Lonnmeter มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการวัดแบบออฟไลน์แบบดั้งเดิม เครื่องมืออัตโนมัติขั้นสูงช่วยให้สามารถปรับกระบวนการได้ทันที ลดข้อผิดพลาดจากการสุ่มตัวอย่าง
ความแม่นยำในการจัดการกับของเหลวที่ไม่เป็นไปตามกฎของนิวตันนั้นเหนือกว่าเครื่องมือแบบออฟไลน์ ซึ่งมักจะทำงานได้ไม่ดีกับของเหลวที่ซับซ้อน การออกแบบที่ถูกสุขอนามัยช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมยา ในขณะที่การเก็บรวบรวมข้อมูลอัตโนมัติช่วยลดข้อผิดพลาดของมนุษย์ ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่าสำหรับการตรวจสอบกระบวนการหมักแบบออนไลน์
ประโยชน์ของการใช้ระบบอัตโนมัติในกระบวนการหมัก
โซลูชันของ Lonnmeter เปลี่ยนแปลงระบบอัตโนมัติในการหมักเพนิซิลลินอย่างต่อเนื่อง มอบประโยชน์ที่เหนือกว่า ช่วยให้ความหนืดของน้ำหมักคงที่ ส่งผลให้ได้ผลผลิตเพนิซิลลินที่สม่ำเสมอและมีความบริสุทธิ์สูง
การควบคุมความหนืดแบบอัตโนมัติช่วยลดของเสีย การใช้พลังงาน และเวลาหยุดทำงาน ส่งผลให้ประหยัดต้นทุนได้อย่างมาก ข้อมูลแบบเรียลไทม์ช่วยให้สามารถปรับอัตราการป้อน การเติมอากาศ และการกวนได้อย่างละเอียด ทำให้กระบวนการมีประสิทธิภาพสูงสุด
ความสำคัญอย่างยิ่งของการตรวจสอบความหนืดแบบเรียลไทม์ในกระบวนการหมักทางเภสัชกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการหมักเพนิซิลลินนั้น ไม่อาจมองข้ามได้ ยกระดับกระบวนการหมักของคุณไปอีกขั้น ติดต่อ Lonnmeter วันนี้เพื่อขอใบเสนอราคาแบบเฉพาะบุคคลสำหรับโซลูชันการวัดความหนืดขั้นสูงของเรา และปลดล็อกความแม่นยำในการผลิตที่เหนือชั้น!
วันที่เผยแพร่: 14 สิงหาคม 2568
