Online monitoring van het glucosegehalte voor real-time voeding om een soepele voltooiing van het fermentatieproces te garanderen.
Biofermentatietechniek is een van de belangrijke componenten van de moderne biofarmaceutische techniek, waarbij de gewenste biochemische producten worden verkregen door het groeiproces van micro-organismen.Het microbiële groeiproces omvat vier fasen: aanpassingsfase, logfase, stationaire fase en doodsfase.Tijdens de stationaire fase stapelt zich een grote hoeveelheid stofwisselingsproducten op.Dit is ook de periode waarin bij de meeste reacties producten worden geoogst.Zodra deze fase wordt overschreden en de doodsfase wordt ingegaan, zullen zowel de activiteit van de microbiële cellen als de zuiverheid van de producten sterk worden beïnvloed.Vanwege de complexiteit van biologische reacties is de herhaalbaarheid van het fermentatieproces slecht en is kwaliteitscontrole een uitdaging.Naarmate het proces zich opschaalt van laboratorium- naar pilotschaal, en van pilotschaal naar grootschalige productie, kunnen er gemakkelijk afwijkingen in de reacties optreden.Ervoor zorgen dat de fermentatiereactie gedurende een langere periode in de stationaire fase wordt gehandhaafd, is de meest zorgwekkende kwestie bij het opschalen van de fermentatietechniek.
Om ervoor te zorgen dat de microbiële stam tijdens de fermentatie in een krachtige en stabiele groeifase blijft, is het van cruciaal belang om het gehalte aan noodzakelijke energiemetabolieten zoals glucose op peil te houden.Het gebruik van online spectroscopie om het glucosegehalte in de fermentatiebouillon in realtime te monitoren is een geschikte technische aanpak voor het controleren van het biofermentatieproces: het nemen van de veranderingen in de glucoseconcentratie als criteria voor suppletie en het bepalen van de toestand van de microbiële stam.Wanneer het gehalte onder een bepaalde drempel komt, kan op basis van de monitoringresultaten snel suppletie worden uitgevoerd, waardoor de kwaliteit en efficiëntie van biofermentatie aanzienlijk wordt verbeterd.Zoals weergegeven in het onderstaande diagram, wordt een zijtak getrokken uit een kleine gistingstank.De spectroscopiesonde verkrijgt realtime signalen van de fermentatievloeistof via een circulatiepool, waardoor uiteindelijk glucoseconcentraties in de fermentatievloeistof kunnen worden gedetecteerd tot wel 3‰.
Aan de andere kant, als offline bemonstering van de fermentatiebouillon en laboratoriumtests worden gebruikt voor procescontrole, kunnen de vertraagde detectieresultaten de optimale timing voor suppletie missen.Bovendien kan het bemonsteringsproces invloed hebben op het fermentatiesysteem, zoals besmetting door vreemde bacteriën.
Posttijd: 07-dec-2023