Nicro heeft fermentatiesysteemtechniek gecombineerd met de Raman-technologie van Endress+Hauser en de analytische diensten van BICRO BIOCentre om een totaaloplossing voor fermentatieprocessen te creëren. Inline-monitoring vervangt tijdrovende offline-analyses door realtime-metingen van metabolieten en biomassa. Dit biedt wetenschappers meer inzicht in het proces, maakt tijdig ingrijpen mogelijk, vermindert het risico op besmetting en maakt een geoptimaliseerde productie en een hogere opbrengst mogelijk.
Het resultaat: een snellere, veiligere en productievere gisting
35
fermentatieprocessen hebben het rendement op investering bereikt
33%
potentiële productiviteitsstijging over een periode van 10 dagen
In de oorspronkelijke kostenanalyse werd het rendement op de investering geschat na 35 fermentatieprocessen, waarbij inline Raman-monitoring werd vergeleken met offline-monsteranalyses. Uit de analyse bleek ook dat de snellere doorlooptijd van de met Raman-spectroscopie gemonitorde fermentatie de productiviteit van de installatie over een periode van 10 dagen met 33% zou kunnen verhogen.
Realtime-inzicht verbetert de controle over het fermentatieproces
Directe inline-meting van glycerol als inputmetaboliet, acetaat als bijproduct en OD600 voor de groei van de biomassa biedt een beter inzicht in de fermentatieprestaties. Door meerdere parameters via één enkele sensor te monitoren, maakt de oplossing het mogelijk om procesbeslissingen te baseren op de actuele omstandigheden in plaats van op vertraagde laboratoriumresultaten. De resultaten zijn onder meer:
Kortere procescyclustijden dankzij realtime-monitoring van metabolieten
Verbeterde procescontrole ter ondersteuning van een geoptimaliseerde productie en een hogere opbrengst
Verminderd risico op besmetting door het offline verwerken van monsters te beperken
Gelijktijdige monitoring van meerdere fermentatieparameters
De batches volgen korter op elkaar
Een complete, kant-en-klare technologische oplossing voor fermentatieprocessen
“De metabolische omschakeling vindt niet altijd op hetzelfde moment plaats en online-monitoring is de enige manier om te weten wanneer precies moet worden ingegrepen.”
Maja Marinović, PhD, Hoofd van het laboratorium voor microbiologie, BICRO BIOCentre Ltd
In-line Raman-spectroscopie stroomlijnt het toezicht op het fermentatieproces door realtime-metingen te leveren, de bemonsteringsinspanning te verminderen en de operationele efficiëntie te verbeteren.
De uitdaging: het vervangen van trage en risicovolle offline-analyses
De voortgang van de fermentatie kan worden ingeschat door het gehalte aan opgeloste zuurstof in het medium te meten. Optische dichtheid en metabolietconcentraties bieden aanvullend inzicht, maar deze parameters worden van oudsher offline gemeten met behulp van tijdrovende chromatografische technieken.
Het afnemen van monsters voor analyse vertraagt de toegang tot procesinformatie en brengt extra handelingen met zich mee. Het kan ook een risico op besmetting en het mogelijke verlies van een waardevolle partij met zich meebrengen. Nicro had behoefte aan een oplossing die tijdige informatie zou bieden over de concentratie van metabolieten en de groei van biomassa, zonder dat daarvoor herhaaldelijke offline-bemonstering nodig was.
Onze oplossing: geïntegreerde Raman-monitoring voor fermentatie
Nicro heeft zijn expertise op het gebied van fermentatietechniek gecombineerd met de technologieën en diensten van BICRO BIOCentre en Endress+Hauser om een complete totaaloplossing voor fermentatieprocessen te bieden. De oplossing bevat:
Ontwerp en ontwikkeling van een compleet fermentatiesysteem van Nicro
Een Endress+Hauser Raman Rxn-analyzer
Een Endress+Hauser Raman Rxn-45-sonde
Analytische services van BICRO BIOCentre
S-PACT-modelleringsservices ter ondersteuning van de ontwikkeling van analytische modellen
De Raman-sensor wordt direct in de leiding geïnstalleerd en meet de glycerolconcentratie, de acetaatconcentratie en de OD600 om de groei van de biomassa te volgen. Via één sensor kunnen meerdere parameters tegelijkertijd worden gemeten, waardoor een realtime-beeld van de fermentatieomstandigheden wordt verkregen en de vertraging die gepaard gaat met offline-monsteranalyse wordt voorkomen.
Inline-informatie helpt wetenschappers ook om procesgebeurtenissen te herkennen die mogelijk niet in elke batch op precies hetzelfde moment plaatsvinden. In de beschreven toepassing konden wetenschappers dankzij online-monitoring vaststellen wanneer bacteriën van de ene koolstofbron naar de andere overschakelden, waardoor ingrijpen op het juiste toevoerpunt mogelijk werd.
Download de volledige casestudy
Wilt u de volledige casestudy als PDF ontvangen?
Download een exemplaar om op een rustig moment te lezen, bewaar het voor later of deel het met collega’s.
Optische analysesystemen voor het monitoren van de samenstelling en concentratie in vaste stoffen, vloeistoffen, slurries, deeltjes en gassen – voor laboratorium-, proces- en emissiemonitoring.
Beheer de afvalwaterlozing binnen de wettelijke grenzen met een volledige, betrouwbare bewaking van continue waarden en een snelle reactie op verontreiniging.
Snelle, continue waterstofmeting in pijpleidingen voor aardgas maakt een veilige bijmenging, kwaliteitsborging en dynamische beheersing mogelijk met behulp van Raman-spectroscopie - zonder verbruiksartikelen of affakkelen
Kwaliteitsanalyse van biomethaan voor een veilige gasinjectie conform de regelgeving
Zorg voor een betrouwbare biomethaankwaliteit met snelle, nauwkeurige onlinemetingen van H₂S, waterdauwpunt en kritieke parameters voor een veilige teruglevering aan het net en een efficiënt proces.
Membranen voor omgekeerde osmose beschermen met onlinebewaking van de waterkwaliteit voor ontzilting
Betrouwbare online waterkwaliteitsbewaking ter bescherming van RO-membranen (Reverse Osmosis; omgekeerde osmose) vermindert de reinigingsinspanning en verlengt de levensduur van membranen in toepassingen voor ontzilting en waterhergebruik
Detectie van lekkages in cryogene tanks (LNG, ethyleen, LPG en ammoniak)
Detecteer cryogene tanklekkages vroegtijdig en blijf de situatie de baas. Endress+Hauser levert continue, uiterst betrouwbare temperatuurbewaking om mensen, assets en belangrijke infrastructuur te beschermen.
Nicro is a Croatian company whose tailored bioreactors propelled the rise of pharma, biotech, food and chemical industries in the region.
Wij letten op uw privacy
We maken gebruik van cookies om uw browse-ervaring te verbeteren, statistische gegevens te verzamelen om de site-functionaliteit te optimaliseren en om reclame of content op maat te presenteren.
Door "Accepteer alles" te selecteren gaat u akkoord met ons gebruik van cookies.
Bekijk voor meer details onze cookie-richtlijnen .
