Nicro a combiné la conception d'un système de fermentation avec la technologie Raman d'Endress+Hauser et les services d'analyse de BICRO BIOCentre pour créer une solution complète destinée aux process de fermentation. La surveillance en ligne remplace l'analyse hors ligne chronophage par des mesures en temps réel des métabolites et de la biomasse. Cela offre aux scientifiques davantage d'informations sur les process, facilite les interventions au moment opportun, réduit les risques de contamination et permet de combiner production optimisée et rendement accru.
Les résultats : une fermentation plus rapide, plus sûre et plus productive
35
process de fermentation ont atteint le retour sur investissement
33 %
d'augmentation de productivité potentielle sur une période de 10 jours
L'analyse du coût initial prévoit un retour sur investissement au bout de 35 process de fermentation si la surveillance en ligne Raman est comparée avec des tests sur échantillons hors ligne. L'analyse indique également que le temps de process avec la fermentation surveillée par technologie Raman pourrait augmenter de 33 % la productivité de l'installation sur une période de 10 jours.
Les informations en temps réel améliorent le contrôle de la fermentation
La mesure en ligne directe du glycérol comme métabolite d'entrée, de l'acétate comme sous-produit et de l'OD600 pour la croissance de la biomasse procure des informations plus détaillées sur les performances de fermentation. Grâce à la surveillance de plusieurs attributs au moyen d'une seule sonde, la solution permet de prendre des décisions de process reposant sur les conditions actuelles, et non sur des résultats de laboratoire tardifs. Parmi les résultats, on peut citer :
Une accélération des temps de cycle du process grâce à la surveillance des métabolites en temps réel
Un contrôle amélioré du process contribuant à une production optimisée et un rendement accru
Une réduction des risques de contamination grâce à la limitation de la manipulation d'échantillons hors ligne
Une surveillance simultanée de plusieurs paramètres de fermentation
Une réduction du temps entre les lots
Une solution technologique tout-en-un pour les process de fermentation
"Le changement métabolique n'a pas toujours lieu au même moment et la surveillance en ligne est le seul moyen de savoir exactement quand intervenir."
Maja Marinović, Cheffe de laboratoire microbiologique, BICRO BIOCentre Ltd
La spectroscopie Raman en ligne simplifie la surveillance de la fermentation en fournissant des mesures en temps réel, en réduisant le travail d'échantillonnage et améliorant l'efficacité de fonctionnement.
Le défi : remplacer lentement et sans risque les analyses hors ligne
La progression de la fermentation peut être estimée en surveillant l'oxygène dissous dans le produit. La densité optique et les concentrations de métabolites fournissent des informations supplémentaires, mais autrefois, ces paramètres étaient mesurés hors ligne en recourant à des techniques chromatographiques chronophages.
Le retrait des échantillons pour l'analyse retarde l'accès aux informations sur le process et introduit une manipulation supplémentaire. Il peut également générer un risque de contamination et de perte d'un lot de valeur. Nicro avait besoin d'une solution procurant au moment opportun des informations sur la concentration de métabolites et la croissance de la biomasse sans s'appuyer sur un échantillonnage hors ligne répété.
Notre solution : surveillance Raman intégrée pour la fermentation
Nicro a combiné ses compétences en ingénierie dans le domaine de la fermentation avec des technologies et services de BICRO BIOCentre et d'Endress+Hauser, afin de définir une solution tout-en-un complète pour les process de fermentation. Contenu de la solution :
Ingénierie et conception d'un système de fermentation complet par Nicro
Un analyseur Raman Rxn d'Endress+Hauser
Une sonde Raman Rxn-45 d'Endress+Hauser
Des services d'analyse de BICRO BIOCentre
Services de modélisation de S-PACT contribuant au développement de modèles analytiques
La sonde Raman est installée directement en ligne et surveille la concentration de glycérol et d'acétate, ainsi que l'OD600 pour la croissance de la biomasse. Plusieurs attributs peuvent être surveillés simultanément au moyen d'une seule sonde, ce qui offre une vision en temps réel des conditions de fermentation et met fin au délai d'attente qu'implique l'analyse d'échantillons hors ligne.
Les informations en ligne aident également les scientifiques à reconnaître les événements de process susceptibles de ne pas se produire exactement au même point dans chaque lot. Dans l'application documentée, la surveillance en ligne a permis aux scientifiques d'identifier le moment auquel les bactéries sont passées d'une source de carbone à une autre, ce qui a facilité l'intervention au point d'alimentation approprié.
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