Fermentation

 Fermentation

Fermentationssteuerung

Fermentation bezeichnet die Umwandlung von organischem Material durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder auch Einzeller bzw. deren Enzyme. Ursprünglich wurde mit Fermentation eine biotische Reaktion unter Ausschluss von Luft bezeichnet. Heute umfasst die Fermentation jegliche technische Bioreaktion. So wird beispielsweise (Bio)-Ethanol als auch medizinische Produkte wie Insulin und eine Vielzahl von Antibiotika mit Hilfe von Mikroorganismen großtechnisch in Bioreaktoren – sogenannten Fermentern – hergestellt.

Inline und Online Überwachung

Die inline- oder online-Überwachung von Fermentationsprozessen gewinnt zu­nehmend an Bedeutung. Dabei werden von der Industrie vermehrt schnelle und genaue Analysenmethoden gefordert, um Kultivierungsbedingungen zu optimieren und die Fermentationsdauer zu reduzieren. Eine produktspezifische Analytik erfolgt größtenteils offline. Eine solche Prozedur ist jedoch arbeitsaufwändig und teuer. Bei offline Messungen ist es auch problematisch, dass eine zeitliche Verzögerung zwischen Fermentationsprozess und Analysenergebnis entsteht. Insbesondere bei Batch-Fermentationen kann es bei einer Überproduktion zu Neben- und Abbauprodukten kommen. Deshalb ist eine zeitnahe, prozessintegrierte Online-Analytik wichtig, um den Fermentationsprozess gezielt steuern zu können. Unser Gas- und Flüssig-Analysator Vario two. misst leichtflüchtige Substanzen mit einer Schnittstelle zum Bioreaktor schneller, empfindlicher und kostengünstiger.

Beispielmessungen

Im folgenden Abschnitt werden Messungen gezeigt, die bereits mit unserem Flüssig-Analysator Vario one. im Labor durchgeführt wurden. Durch den Flüssigeinlass des Membran-Einlass-Massenspektrometers können die Stoffe direkt und online aus der Flüssigkeit gemessen werden. Es wird eine Standardmembran verwendet. Wählen Sie die Anwendung, von dem Sie die Messung einsehen wollen. Dann wird das zugehörige Experiment mit allen Ergebnissen und Daten angezeigt.

Monitoring der Ethanol Konzentration bei einem Fermentationsprozess

Die Ausgangsstoffe für Bioethanol sind die in Pflanzen enthaltenen Zucker (Kohlenhydrate), die mit Hilfe von Enzymen von Mikroorganismen oder Hefepilzen zu Ethanol (Trinkalkohol) vergären. Die Fermentation ist dann abgeschlossen, wenn entweder der Zucker verbraucht oder eine maximale Alkoholkonzentration erreicht ist.

Messung

Ethanol-Fermentation

Branche

Bioethanol Herstellung

Gerät

Vario one.

Einlass

In-situ Einlass

Messaufgabe

Die Ethanol Konzentration wurde mit dem Vario one. Flüssiganalysator im Bioreaktor im Dauerbetrieb gemessen. Hierbei handelt es sich um einen Inline-Messprozess, sodass ohne jegliche Probennahme und Probenvorbereitung in Echtzeit gemessen wird. Hier wurde ein In-situ Einlass verwendet. Der Verlauf der Ethanol-Konzentration kann problemlos und in Echtzeit direkt auf dem Bildschirm mitverfolgt werden. Bei der Referenz-Messung wurde die Ethanol-Konzentration mittels HPLC als Offline-Analytik Methode bestimmt. Hier werden im Unterschied zur Inline-Messung Proben entnommen, dann einer Probenvorbereitung in einem Labor unterzogen und anschließend gemessen.

Ergebnis

Fazit

Die Messergebnisse der Variolytics Technologie, welche in Echtzeit in einem Fermenter generiert wurden, werden durch die Referenz-Messung mittels (offline) HPLC bestätigt. Dies zeigt, dass die MIMS-Technologie von Variolytics die gleichen Ergebnisse wie langjährig etablierte Analysemethoden liefert. All das bei weniger Zeitaufwand durch nicht nötige Probennahme und Probenvorbereitung sowie in Echtzeit, sodass der Prozess mit den generierten Messdaten direkt gesteuert werden kann.

Kontakt

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Variolytics GmbH

  Meitnerstraße 6, 70563 Stuttgart DE
  +49 711 2525 9620

  info@variolytics.com

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