Analisi in tempo reale di più componenti nel brodo di fermentazione

Analizzatore di processo Raman online JINSP RS2000/RS2000-4
Monitoraggio online continuo e in situ del brodo di fermentazione/coltura con feedback in tempo reale sull'alimentazione consente un controllo preciso del processo.

• Feedback in tempo reale sull'alimentazione per l'ingegneria della fermentazione e l'ingegneria cellulare;
• Monitoraggio simultaneo di più componenti, inclusi materie prime, valori OD e prodotti, con feedback in tempo reale per l'aggiustamento ausiliario.

L'ingegneria della fermentazione biologica è uno dei componenti importanti dell'ingegneria biofarmaceutica moderna, che ottiene i prodotti biochimici richiesti attraverso il processo di crescita dei microrganismi. Il processo di crescita dei microrganismi comprende quattro fasi: periodo di adattamento, periodo logaritmico, periodo stabile e periodo di decadimento. Durante la fase stabile, si accumula una grande quantità di prodotti metabolici, che è anche il periodo in cui la maggior parte delle reazioni raccoglie i prodotti. Una volta superato questo periodo ed entrati nella fase di decadimento, sia l'attività batterica che la purezza del prodotto saranno notevolmente influenzate. A causa della complessità delle reazioni biologiche, della scarsa ripetibilità dei processi di fermentazione e della difficoltà nel controllo della qualità, durante il passaggio dal laboratorio alla scala pilota e dalla scala pilota alla produzione su larga scala, è probabile che si verifichino reazioni anomale. Come garantire che le reazioni di fermentazione siano mantenute in un periodo stabile per lungo tempo è una preoccupazione per l'ampliamento dei processi di ingegneria della fermentazione.

È fondamentale mantenere il contenuto di materie prime, i valori OD e i prodotti per garantire che i ceppi batterici siano in uno stato di crescita vigoroso e stabile durante il processo di fermentazione. L'utilizzo della spettroscopia online per monitorare in tempo reale i suddetti indicatori del brodo di fermentazione è una via tecnica adatta per controllare il processo di fermentazione biologica: l'utilizzo di materie prime, valori OD e variazioni del prodotto come indicatori per l'alimentazione e la determinazione dello stato dei ceppi batterici, e l'adeguamento tempestivo dell'alimentazione quando il contenuto è anomalo, può migliorare significativamente la qualità del prodotto e l'efficienza di produzione della fermentazione biologica. Come mostrato nella figura sottostante, una sonda ottica a immersione viene inserita sul lato di un piccolo fermentatore per ottenere segnali in tempo reale del liquido di fermentazione e, in definitiva, monitorare simultaneamente le materie prime, i valori OD e i prodotti.

Se per il controllo del processo vengono utilizzati il campionamento offline e i test di laboratorio del brodo di fermentazione, da un lato, i risultati di rilevamento ritardati potrebbero perdere l'opportunità di un intervento di alimentazione e, dall'altro, il processo di campionamento potrebbe avere un impatto sul sistema di fermentazione, come la contaminazione da batteri vari.