Firma Nicro opracowała system fermentacyjny wykorzystujący technologię ramanowską Endress+Hauser oraz usługi analityczne firmy BICRO BIOCentre w celu stworzenia kompletnego rozwiązania dla procesów fermentacji. Poprzez monitoring inline czasochłonną analizę offline zastąpiono pomiarami metabolitów i biomasy w czasie rzeczywistym. Daje to naukowcom lepszy wgląd w przebieg procesu, ułatwia interwencję w odpowiednim momencie, zmniejsza ryzyko zanieczyszczeń oraz pozwala zoptymalizować produkcję i zwiększyć uzysk.
Wynik: szybszy, bezpieczniejszy i bardziej produktywny proces fermentacji
Po 35
cyklach fermentacji osiągnięto zwrot z inwestycji
O 33%
może wzrosnąć produktywność w przeciągu 10 dni
Wstępna analiza kosztów wykazała, że monitoring inline metodą Ramana w porównaniu z badaniem próbek offline, pozwolił na uzyskanie zwrotu z inwestycji po 35 cyklach fermentacji. Analiza wykazała również, że krótszy czas przebiegu fermentacji monitorowanej metodą Ramana umożliwia zwiększenie produktywności instalacji o 33% w przeciągu 10 dni.
Obserwacja w czasie rzeczywistym poprawia kontrolę procesu fermentacji
Bezpośredni pomiar inline glicerolu jako substratu, octanu jako produktu ubocznego oraz parametru OD600 jako wskaźnika przyrostu biomasy daje lepszy obraz przebiegu procesu fermentacji. Dzięki monitorowaniu wielu parametrów za pomocą jednej sondy rozwiązanie to umożliwia podejmowanie decyzji procesowych w oparciu o aktualny stan procesu, a nie o dostarczone z opóźnieniem wyniki badań laboratoryjnych. Osiągnięto:
Skrócenie czasu trwania cyklu procesu dzięki monitoringowi metabolitów w czasie rzeczywistym
Lepszą kontrolę procesu sprzyjającą optymalizacji produkcji i zwiększeniu uzysku
Zmniejszenie ryzyka zanieczyszczenia poprzez ograniczenie pobierania próbek do analiz offline
Jednoczesne monitorowanie kilku parametrów fermentacji
Skrócenie czasu przestoju między kolejnymi partiami
Kompletne, gotowe rozwiązanie technologiczne dla procesów fermentacji
"Przełączenie metaboliczne nie zawsze następuje w tym samym momencie, a monitoring w czasie rzeczywistym to jedyny sposób, by wiedzieć, kiedy podjąć interwencję."
dr Maja Marinović, szefowa Laboratorium Mikrobiologii, BICRO BIOCentre Ltd
Spektroskopia Ramana inline usprawnia monitorowanie procesu fermentacji dzięki pomiarom w czasie rzeczywistym, ograniczeniu nakładu pracy związanego z pobieraniem próbek oraz zwiększeniu efektywności operacyjnej.
Wyzwanie: zastąpienie powolnej i ryzykownej analizy offline
Postęp procesu fermentacji można oszacować poprzez monitorowanie stężenia tlenu rozpuszczonego w medium. Gęstość optyczna i stężenia metabolitów dostarczają dodatkowych informacji, jednak pomiary tych parametrów były dotychczas wykonywane offline z wykorzystaniem czasochłonnych technik chromatograficznych.
Pobieranie próbek do analizy opóźnia dostęp do informacji o przebiegu procesu i wiąże się z dodatkowymi czynnościami. Może również stwarzać ryzyko zanieczyszczeń i potencjalnej utraty cennej partii produktu. Firma Nicro potrzebowała rozwiązania, które dawałoby na bieżąco informacje o stężeniu metabolitów i przyroście biomasy bez konieczności wielokrotnego pobierania próbek do analizy offline.
Nasze rozwiązanie: zintegrowany układ monitorowania fermentacji metodą spektroskopii Ramana
Dzięki połączeniu specjalistycznej wiedzy firmy Nicro z technologią firm BIOCentre i Endress+Hauser, opracowano kompleksowy pakiet rozwiązań dla procesów fermentacji. Obejmuje on:
Rozwiązanie inżynierskie i projekt kompletnego systemu fermentacji autorstwa firmy Nicro
Analizator Raman Rxn firmy Endress+Hauser
Sondę Raman Rxn-45 firmy Endress+Hauser
Usługi analityczne firmy BICRO BIOCentre
Usługi modelowania S-PACT służące do opracowywania modeli analitycznych
Sonda ramanowska jest zainstalowana bezpośrednio w linii produkcyjnej i monitoruje stężenie glicerolu, octanu oraz przyrost biomasy na podstawie pomiaru OD600. Za pomocą jednej sondy można jednocześnie monitorować kilka parametrów, co daje informacje w czasie rzeczywistym o warunkach fermentacji i eliminuje opóźnienia związane z analizą próbek poza linią produkcyjną.
Informacje uzyskiwane z pomiarów inline umożliwiają także naukowcom identyfikację zdarzeń procesowych, które nie zawsze występują dokładnie w tym samym momencie w każdej partii. W opisanym przypadku monitoring online pozwolił naukowcom na ustalenie momentu, w którym bakterie zamieniały jedno źródło węgla na inne, co umożliwiło podanie pożywki we właściwym momencie.
Pobierz pełny opis przypadku
Chcesz uzyskać dostęp do pełnego opisu przypadku w formacie PDF?
Pobierz kopię, aby przeczytać ją w dogodnym dla siebie czasie, zachować na przyszłość lub udostępnić współpracownikom.
Optyczne systemy analityczne do monitorowania składu i stężenia w ciałach stałych, cieczach, zawiesinach, cząstkach i gazach – do zastosowań laboratoryjnych, procesowych oraz do monitorowania emisji.
Zapewnij odprowadzanie ścieków w granicach określonych przepisami dzięki kompleksowemu i niezawodnemu monitorowaniu parametrów w czasie rzeczywistym oraz szybkiej reakcji na zanieczyszczenia.
Pomiar stężenia wodoru w rurociągach gazu ziemnego
Szybki, ciągły pomiar stężenia wodoru w rurociągach gazu ziemnego umożliwia bezpieczne mieszanie, zapewnienie zgodności z normami jakości oraz dynamiczną kontrolę przy użyciu spektroskopii Ramana – bez materiałów eksploatacyjnych i spalania nadmiaru gazu
Analiza jakości biometanu w celu bezpiecznego i zgodnego z przepisami wprowadzania gazu do sieci
Zapewnij niezawodną jakość biometanu dzięki szybkiemu i dokładnemu pomiarowi online stężenia H₂S, punktu rosy wody oraz parametrów krytycznych dla bezpiecznego wprowadzania gazu do sieci i wydajnej eksploatacji.
Ochrona membran odwróconej osmozy dzięki monitorowaniu jakości wody w trybie online w procesach odsalania
Niezawodny monitoring jakości wody w trybie online w celu ochrony membran RO (odwróconej osmozy), zmniejszenia nakładów na czyszczenie oraz zwiększenia żywotności membran w zastosowaniach związanych z odsalaniem i ponownym wykorzystaniem wody
Wykrywanie nieszczelności w zbiornikach kriogenicznych (LNG, etylen, LPG i amoniak)
Wykrywanie wycieków ze zbiorników kriogenicznych na wczesnym etapie pozwala zachować kontrolę nad sytuacją. Endress+Hauser zapewnia ciągłe, niezawodne monitorowanie temperatury, chroniąc ludzi, urządzenia oraz infrastrukturę krytyczną.
Nicro is a Croatian company whose tailored bioreactors propelled the rise of pharma, biotech, food and chemical industries in the region.
Szanujemy Państwa prywatność
Używamy plików cookie, aby poprawić komfort przeglądania, gromadzić dane statystyczne w celu optymalnego działania witryny i wyświetlać spersonalizowane reklamy lub treści.
Wybierając "Akceptuj wszystko", wyrażacie Państwo zgodę na używanie plików cookie.
Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o zapoznanie się z naszą Polityką plików cookie .
