Gæðaeftirlit í lífgerjunarverkfræði

Vöktun á netinu á glúkósainnihaldi fyrir fóðrun í rauntíma til að tryggja að gerjunarferlinu ljúki hnökralaust.

Lífgerjunarverkfræði er einn af mikilvægum þáttum nútíma lífefnafræðilegrar verkfræði, þar sem óskað er eftir lífefnafræðilegum vörum með vaxtarferli örvera.Örveruvaxtarferlið inniheldur fjögur stig: aðlögunarfasa, logfasa, kyrrstöðufasa og dauðafasa.Í kyrrstöðunni safnast mikið magn efnaskiptaafurða upp.Þetta er líka tímabilið þegar vörur eru uppskornar í flestum viðbrögðum.Þegar farið er yfir þennan áfanga og farið er inn í dauðafasann mun bæði virkni örverufrumnanna og hreinleiki afurðanna hafa mikil áhrif.Vegna þess hve líffræðileg viðbrögð eru flókin er endurtekningarhæfni gerjunarferlisins léleg og gæðaeftirlit er krefjandi.Þegar ferlið stækkar frá rannsóknarstofu yfir í tilraunakvarða og frá tilraunakvarða yfir í stóra framleiðslu, geta óeðlileg viðbrögð auðveldlega átt sér stað.Að tryggja að gerjunarhvarfinu haldist í kyrrstöðu í langan tíma er það vandamál sem mest er áhyggjuefni þegar stækkað er gerjunarverkfræði.

Til að tryggja að örverustofninn haldist í kröftugum og stöðugum vaxtarfasa meðan á gerjun stendur er mikilvægt að viðhalda innihaldi nauðsynlegra orkuumbrotsefna eins og glúkósa.Notkun á netinu litrófsgreiningu til að fylgjast með glúkósainnihaldi í gerjunarsoðinu í rauntíma er hentug tæknileg aðferð til að stjórna lífgerjunarferlinu: taka breytingar á styrk glúkósa sem viðmið fyrir viðbót og ákvarða ástand örverustofnsins.Þegar innihaldið fer undir ákveðnum viðmiðunarmörkum er hægt að framkvæma viðbót tafarlaust á grundvelli vöktunarniðurstaðna, sem eykur verulega gæði og skilvirkni lífgerjunar.Eins og sést á myndinni hér að neðan er hliðargrein dregin úr litlum gerjunartanki.Litrófsrannsóknarneminn fær rauntíma gerjunarvökvamerki í gegnum hringrásarlaug, sem gerir að lokum kleift að greina styrk glúkósa í gerjunarvökvanum niður í allt að 3‰.

Á hinn bóginn, ef ónettengd sýnataka af gerjunarsoðinu og rannsóknarstofuprófanir eru notaðar til að stjórna ferlum, gætu seinkar greiningarniðurstöður misst af ákjósanlegri tímasetningu fyrir viðbót.Ennfremur getur sýnatökuferlið haft áhrif á gerjunarkerfið, svo sem mengun af erlendum bakteríum.