JINSP RS2100/RS2100-4 라만 분석기

발효 공정의 원활한 완료를 위해 실시간으로 공급하기 위한 포도당 함량 온라인 모니터링.

바이오발효 공학은 현대 바이오제약 공학의 중요한 구성 요소 중 하나로, 미생물의 성장 과정을 통해 원하는 생화학 제품을 얻습니다. 미생물 성장 과정은 적응기, 대수기, 정지기, 사멸기의 네 단계로 구성됩니다. 정지기 동안에는 많은 양의 대사 산물이 축적됩니다. 이 시기는 또한 대부분의 반응에서 제품을 수확하는 기간입니다. 이 단계를 초과하여 사멸기에 들어가면 미생물 세포의 활성과 제품의 순도가 크게 영향을 받습니다. 생물학적 반응의 복잡성으로 인해 발효 공정의 재현성은 낮고 품질 관리가 어렵습니다. 실험실에서 파일럿 규모로, 파일럿 규모에서 대규모 생산으로 공정이 확장됨에 따라 반응에서 이상 현상이 쉽게 발생할 수 있습니다. 발효 반응이 정지기에서 연장되도록 유지하는 것이 발효 공학을 확장할 때 가장 우려되는 문제입니다.

미생물 균주가 발효 동안 활발하고 안정적인 성장 단계를 유지하려면 포도당과 같은 필수 에너지 대사 산물의 함량을 유지하는 것이 중요합니다. 온라인 분광법을 사용하여 발효액 내 포도당 함량을 실시간으로 모니터링하는 것은 바이오발효 공정을 제어하기 위한 적절한 기술적 접근 방식입니다. 포도당 농도의 변화를 보충의 기준으로 삼고 미생물 균주의 상태를 결정합니다. 함량이 설정된 임계값 이하로 떨어지면 모니터링 결과를 기반으로 즉시 보충을 수행하여 바이오발효의 품질과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 아래 그림과 같이 작은 발효 탱크에서 측면 분기가 그려져 있습니다. 분광 프로브는 순환 풀을 통해 실시간 발효액 신호를 얻어 궁극적으로 발효액 내 포도당 농도를 3‰까지 감지할 수 있습니다.

반면에 발효액의 오프라인 샘플링과 실험실 테스트를 공정 제어에 사용하는 경우 지연된 감지 결과로 인해 보충에 대한 최적의 시기를 놓칠 수 있습니다. 또한 샘플링 과정은 외부 박테리아에 의한 오염과 같은 발효 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다.

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