Stručný popis produktu
Mikrobiální fermentační systém MICROIPOWER08 je komplexním řešením pro bioprodukci, které integruje přesnou kontrolu prostředí a modulární konstrukci. Nabízí kompletní škálu fermentačního zařízení – od laboratorních (1 L–15 L) a poloprovozních (20 L–400 L) až po průmyslové výrobní kapacity (500 L–50 000 L) – spolu se doplňkovými službami, jako je návrh výrobního závodu, instalace a uvedení do provozu. Systém je vyroben z nerezové oceli třídy 316L (drsnost povrchu Ra 0,2–0,4 μm) za účelem zajištění hygieny a bezpečnosti; pro dosažení ultra-vysoké přesnosti regulace (teplota ±0,1 °C a pH ±0,05) využívá inteligentní PID regulační algoritmus. Podporuje více režimů fermentace, včetně dávkové, přídavkové (fed-batch) a spojité fermentace. Vybaven je intuitivním dotykovým displejem člověk-stroj a funkcemi cloudového záznamu dat. Systém splňuje předpisy GMP/FDA/CE a je vhodný pro výrobu biologických produktů s vysokou přidanou hodnotou, jako jsou biopohnojky, biopresmidly, kyselina hyaluronová, vitamíny, ksantanová guma, biologicky rozložitelné materiály, enzymové přípravky a antioxidanty.
Podrobný popis produktu
Mikrobiální fermentační systém MICROIPOWER08 představuje nejmodernější technologii v oblasti moderní bioprodukce. Díky integraci syntetické biologie se smart manufacturing koncepty umožňuje bezproblémové zvětšení měřítka procesu od laboratorního výzkumu až po průmyslovou výrobu. Jako komplexní řešení, které kombinuje přesnou kontrolu prostředí, modulární konstrukci a inteligentní analýzu dat, tento systém splňuje potřeby celého životního cyklu biotechnologických podniků – od raného stadia výzkumu a vývoje až po komerční výrobu v velkém měřítku – a zvláště se osvědčil při výrobě vysoce hodnotných biologických produktů, které vyžadují výjimečnou stabilitu procesu, jako je kyselina hyaluronová, astaxantin, vitamíny a ksanthanová gumy.
Základní technické výhody
1. Přesný systém řízení prostředí
Klíčovou konkurenční výhodou systému MICROIPOWER08 je jeho vynikající schopnost řídit prostředí, čímž vytváří optimální podmínky pro růst mikroorganismů. S využitím pokročilých inteligentních PID řídicích algoritmů dosahuje systém bezprecedentní přesnosti:
Regulace teploty: Přesnost ±0,1 °C, výrazně převyšující průmyslové normy.
regulace pH: Přesnost ±0,05, zajišťující absolutní stabilitu kyselosti/alkalinity fermentačního roztoku.
Regulace rozpuštěného kyslíku (DO): Dosahována koordinovaným provozem adaptivního dávkovacího systému a technologií míchání/aerace s proměnnou rychlostí, což umožňuje přesnou regulaci DO přizpůsobenou spotřebě kyslíku mikroorganismy v různých fázích růstu.
Tato úroveň přesnosti se přímo promítá do vyšších výnosů produktu a zlepšené konzistence mezi jednotlivými šaržemi – což je obzvláště důležité u ekologicky citlivých a cenově náročných bioproduktů, jako je kyselina hyaluronová a vitamíny. Výzkum ukazuje, že každé desetinásobné zlepšení přesnosti regulace prostředí může zvýšit výnos cílového produktu o 15–20 % a současně výrazně snížit variabilitu mezi jednotlivými šaržemi.
2. Modulární konstrukce a konzistentní škálování procesu
MICROIPOWER08 využívá jedinečného modulárního návrhového přístupu, který umožňuje bezproblémové zvětšení měřítka od laboratorní úrovně (1 L) až po průmyslovou úroveň (50 000 L):
Standardizované komponenty: Všechny velikosti systému sdílejí identické návrhové principy a řídicí logiku.
Mapování parametrů: Přesné matematické modelování a analýza pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD) zajistí konzistentní procesní parametry napříč všemi měřítky.
Zrychlený vývoj procesu: Výsledky z laboratorní úrovně lze přímo převést na úroveň poloprovozní i výrobní, čímž se výrazně zkrátí doba do uvedení na trh.
Tento konzistentní návrh řeší dlouhodobě trvající „bottleneck“ zvětšování měřítka v biotechnologické výrobě a umožňuje, aby optimalizace provedené ve výzkumu a vývoji bezproblémově přešly do výrobních prostředí – což výrazně zvyšuje jak efektivitu výroby, tak stabilitu kvality výrobku. Průmyslová data ukazují, že systémy s konzistentním měřítkem mohou výrazně zkrátit časové rámce pro zvětšení měřítka procesu.
3. Intuitivní ovládání a správa dat
Kromě technického výkonu se MICROIPOWER08 vyznačuje také výjimečným uživatelským rozhraním a správou dat:
Člověk-stroj rozhraní: Průmyslový dotykový displej s intuitivním uspořádáním.
Přizpůsobitelné šablony: Pracovní postupy a nastavení parametrů lze přizpůsobit konkrétním procesům kvašení.
Cloudové zaznamenávání dat: Plně sledovatelný datový systém vyhovující předpisu 21 CFR část 11.
Vzdálené sledování: Sledování v reálném čase na více platformách zajišťuje průhlednost procesu.
Tyto funkce výrazně zvyšují provozní efektivitu, minimalizují lidské chyby a splňují přísné požadavky na řízení jakosti. Zejména cloudová funkce zaznamenávání dat umožňuje snadné dlouhodobé ukládání, analýzu a sdílení dat – což poskytuje robustní podporu optimalizaci procesů i auditům dodržování předpisů.
4. Odolný a předpisům vyhovující design
MICROIPOWER08 je navržen tak, aby splňoval přísné požadavky průmyslové výroby:
konstrukce z nerezové oceli 316L: Ra povrchová drsnost vnitřního povrchu 0,2–0,4 μm zajišťuje absence mrtvých zón a snadnou čistitelnost.
Kompatibilita se systémy SIP/CIP: Podporuje stérilní zpracování na místě (SIP) a čištění na místě (CIP), odpovídá standardům GMP/FDA/CE.
Dvojité těsnění pomocí O-kroužků: Účinně brání kontaminaci a zvyšuje bezpečnost výroby.
Tříúrovňové odběrové přípojky: Horní, střední a dolní odběrové body zajišťují reprezentativní odběr vzorků.
Tato robustní a vysoce kompatibilní konstrukce umožňuje systému splnit požadavky výroby v přísně regulovaných odvětvích, jako jsou farmacie, potravinářství a jemná chemie, a zaručuje jak kvalitu výrobku, tak bezpečnost provozu. Nádoba je dimenzována pro návrhový tlak 0,30 MPa (provozní tlak: 0,15 MPa) a je schopna zvládnout různé a složité podmínky fermentace.
5. Zvýšená flexibilita procesu
MICROIPOWER08 podporuje více režimů fermentace, aby vyhověl různým požadavkům na proces:
Šaržová fermentace: Ideální pro jednoduché procesy se snadnou obsluhou.
Přívodní šaržová fermentace: Umožňuje přesnou kontrolu složitých požadavků na živiny.
Nepřetržitá fermentace: Maximalizuje využití zařízení a snižuje výrobní náklady.
Systém dále nabízí volitelné příslušenství – včetně jednotek pro kontrolu pěny, online odběrových systémů a vícekanálových přívodních systémů – což umožňuje flexibilní konfiguraci podle konkrétních požadavků na fermentaci. Tento vysoký stupeň flexibility umožňuje přizpůsobení široké škále procesů, od tradiční fermentace po moderní precizní fermentaci.
Složení systému a pracovní principy
MICROIPOWER08 se skládá z pěti základních modulů, z nichž každý je optimalizován pro specifické požadavky mikrobiální fermentace:
1. Nádobový systém
Zhotoveno z nerezové oceli 316L s vnitřními povrchy přesně leštěnými na drsnost Ra 0,2–0,4 μm, čímž se minimalizuje přilnavost mikroorganismů a riziko kontaminace. Standardizované rozhraní usnadňují instalaci a údržbu senzorů. Nádoby lze konfigurovat buď jako aerobní, nebo anaerobní: aerobní nádoby jsou vybaveny účinnými systémy rozvodu vzduchu, zatímco anaerobní nádoby využívají hermetického uzavření k zabránění pronikání kyslíku.
soustava míchání
Jako základní součást mikrobiální fermentace má soustava míchání přímý vliv na účinnost míchání a přenos hmotnosti kyslíku. Zařízení MICROIPOWER08 využívá měřítkově specifické strategie míchání:
Laboratorní měřítko (5–15 L): Dvouimpulzní konstrukce s rozsahem otáček 0–1250 ot/min pro výkonné míchání.
Poloprovozní měřítko (20–400 L): Hybridní mechanické + vzduchové míchání; otáčky hlavního míchače 50–1200 ot/min.
Průmyslová škála (500 l–50 000 l): Převážně vzduchové míchání typu airlift doplněné nízkorychlostním mechanickým mícháním (20–300 ot./min), což výrazně snižuje spotřebu energie při zachování rovnoměrného promíchávání.
Typy turbín (ploché lopatky, nakloněné lopatky, zakřivené lopatky, turbínové, axiálního průtoku atd.) lze vybrat na základě citlivosti mikroorganismů na smykové napětí. Přesnost regulace otáček dosahuje ±1 ot./min, čímž se zajišťuje přesná reprodukce provozních parametrů.
3. Systém řízení teploty
Teplota patří mezi nejdůležitější parametry kvašení. Zařízení MICROIPOWER08 využívá tepelnou plášťovou regulaci (vyhřívání/chlazení) pro přesné a stabilní řízení:
Rozsah teplot: 5 °C–65 °C (laboratorní a poloprovozní škála); 5 °C–70 °C (průmyslová škála).
Přesnost řízení: ±0,1 °C, což výrazně překračuje průměrné průmyslové hodnoty.
Teplotní senzory: Vysokopřesné elektrody Pt-100 zajišťují přesnost měření.
Řízení teplotního gradientu: V průmyslových systémech umožňuje vícebodové monitorování rovnoměrné rozložení teploty uvnitř nádoby.
Systém podporuje jak elektrické vytápění, tak chlazení chladivem, čímž zajišťuje přesnou regulaci teploty za různých okolních podmínek – což je klíčové pro dosažení vysokého výtěžku a kvality bioproduktů s vysokou hodnotou.
4. Systém aerace a sterilizace
Účinný systém aerace je základním požadavkem pro aerobní fermentaci. Zařízení MICROIPOWER08 využívá třístupňový filtrací návrh k zajištění sterility dodávaného vzduchu:
Předfiltr: Filtrace 0,2 μm odstraňuje velké částice.
Sterilní filtr: Filtrace 0,2 μm zajišťuje sterilitu vzduchu.
Kruhový rozváděč plynu (ring sparger): Rovnoměrně rozvádí vzduch, čímž zvyšuje účinnost přenosu kyslíku.
Průtokoměr plynu: Přesně reguluje průtok vzduchu (rozsah: 0–7000 L/min).
Systém dále zahrnuje kompletní možnosti sterilizace pomocí SIP (sterilizace za provozu) a CIP (čištění za provozu), které umožňují sterilizaci při vysoké teplotě 121 °C za účelem udržení bezmikrobních podmínek. Cyklus sterilizace je programovatelný, čímž se zajišťuje jeho účinnost při současném minimalizování spotřeby energie.
5. Řídicí systém
V srdci zařízení MICROIPOWER08 je pokročilý řídicí systém založený na průmyslové PLC architektuře, který zajišťuje spolehlivý provoz:
Řídicí jádro: PLC řady Siemens S7-1200 zaručuje vysokou spolehlivost.
HMI: 15palcový průmyslový dotykový displej intuitivně zobrazuje všechny klíčové parametry.
Řídicí algoritmus: Inteligentní PID algoritmus umožňuje rychlou stabilizaci parametrů.
Koordinace více parametrů: Podporuje propojené řízení teploty, pH, DO atd. za účelem optimalizace podmínek kvašení.
Programování ve více fázích: Předdefinované osmifázové profily parametrů vyhovují jak dávkovému, tak nepřetržitému kvašení.
Záznam dat: Vnitřní úložiště o kapacitě 32 GB automaticky generuje profily kvašení v souladu se standardem ISO/IEC 17025.
Systém podporuje vícejazyčné uživatelské rozhraní a přizpůsobitelné rozložení obrazovek. Vestavěné funkce poplachů neustále monitorují kritické parametry (např. tlak, hladina kapaliny); jakékoli odchylky vyvolají zvukové a vizuální poplachy a automatické odpojení napájení, čímž se zajišťuje bezpečnost provozu.
Oblasti použití a hodnotová nabídka
MICROIPOWER08 prokázal významnou hodnotu v několika vysoce hodnotných oblastech biotechnologické výroby díky svým vynikajícím výkonovým parametrům a flexibilnímu konstrukčnímu řešení:
1. Bioléčivá
Zajišťuje stabilní a spolehlivé prostředí pro fermentaci vysoce hodnotných produktů, jako je kyselina hyaluronová a vitamíny, a tím zaručuje konzistenci výsledného produktu:
Výroba kyseliny hyaluronové: Přesná regulace teploty, pH a rozpuštěného kyslíku zvyšuje výtěžek i čistotu.
Syntéza vitaminů: Optimalizované podmínky zvyšují míru přeměny a biologickou dostupnost.
Expresi rekombinantních proteinů: Koordinace více parametrů umožňuje fermentaci při vysoké hustotě buněk a dosahování vysokých výtěžků expresí.
2. Biozemědělství
Výrazně zlepšuje životaschopnost mikroorganismů a stabilitu produktů při výrobě biohnojiv a biopohanků:
Fermentace biohnojiv: Optimalizované podmínky zvyšují počet životaschopných mikroorganismů a jejich aktivitu.
Fermentace biopohanků: Přesná kontrola prostředí zajišťuje stabilní produkci účinných látek.
Výroba mikrobiálních inokulantů: Ideální prostředí pro růst prodlužuje trvanlivost a zvyšuje výnos.
3. Biomateriály
Umožňuje sofistikovanou kontrolu procesu pro výrobky jako xanthanová guma a biologicky rozložitelné materiály:
Fermentace xanthanové gumy: Přesná kontrola rozpuštěného kyslíku (DO) a živin zvyšuje výnos i kvalitu.
Výroba biologicky rozložitelných materiálů: Optimalizované podmínky zlepšují účinnost rozkladu a stabilitu materiálu.
Příprava enzymů: Přesná kontrola provozních parametrů zvyšuje enzymovou aktivitu a specifičnost.
4. Jemná chemie
Zajišťuje přesnou kontrolu prostředí pro dosažení stálé kvality při výrobě antioxidantů a dalších jemných chemikálií:
Fermentace antioxidantů: Optimalizované podmínky zvyšují antioxidační aktivitu a stabilitu.
Výroba organických kyselin: Přesná kontrola pH a teploty zlepšuje výnos i čistotu.
Fermentace polyolu: Inteligentní řízení zvyšuje účinnost a selektivitu fermentace.
Zvětšení měřítka procesu a zajištění kvality
MICROIPOWER08 se vyznačuje výjimečnými schopnostmi při zvětšování měřítka procesu díky své jedinečné návrhové filozofii a pokročilým technologiím řízení:
1. Konzistentní cesta zvětšení měřítka
Standardizovaný návrh a sjednocená logika řízení zajišťují bezproblémový přechod mezi jednotlivými měřítky:
Laboratorní měřítko (5–15 l): Testování kmenů a vývoj procesu.
Zkušební měřítko (20–400 l): Optimalizace procesu a ověření zvětšení měřítka.
Průmyslové měřítko (500 l–50 000 l): Plnohodnotná výroba.
Tato konzistence eliminuje běžné „efekty zvětšení měřítka“, zajišťuje věrné přenosy parametrů mezi jednotlivými měřítky a výrazně zvyšuje úspěšnost i efektivitu zvětšování měřítka.
2. Přísný systém řízení kvality
Plně kompatibilní se standardy GMP, FDA a CE:
Sledovatelné zaznamenávání dat: Všechny změny parametrů a provozní činnosti splňují předpis 21 CFR část 11.
Systémy SIP/CIP: Minimalizují variabilitu čištění a riziko mikrobiálního kontaminování.
Standardizované provozní postupy (SOP): Snížení chyb způsobených lidským faktorem a zlepšení konzistence výroby.
Minimální rozdíly mezi šaržemi: Přesná regulace a mapování parametrů minimalizují rozdíly mezi jednotlivými šaržemi.
3. Inteligentní a vzdálené řízení
Pokročilé digitální funkce zvyšují účinnost a flexibilitu:
Intuitivní lidsko-strojové rozhraní (HMI): Zobrazení všech klíčových parametrů a stavu systému v reálném čase.
Vlastní šablony: Přizpůsobené pracovní postupy pro různé procesy kvašení.
Cloudové zaznamenávání dat: Umožňuje dlouhodobé ukládání, analýzu a sdílení dat.
Dálkový monitoring: Přístup v reálném čase z jakéhokoli zařízení připojeného k internetu.
Tyto inteligentní funkce zjednodušují řízení výroby a poskytují komplexní data pro neustálou optimalizaci procesů – což umožňuje trvalé zlepšování kvality a efektivity.
Technické specifikace a služby přizpůsobení
Zařízení MICROIPOWER08 nabízí standardní konfigurace i možnosti přizpůsobení, aby vyhovělo různorodým požadavkům uživatelů:
1. Standardní specifikace
Tři standardní úrovně pokrývají celé spektrum od laboratorních až po průmyslové výrobní aplikace:
| Parametr |
Laboratorní váha |
Pilotní měřítko |
Průmyslové měřítko |
| Rozsah kapacity |
5 l – 15 l |
20 l – 400 l |
500 l – 50 000 l |
| Způsob míchání |
Mechanické |
Mechanické + vzduchové zvedání |
Vzduchové zvedání + mechanické |
| Rozsah rychlosti |
0–1200 ot/min |
50–1200 ot/min |
20–300 ot/min |
| Řízení tlaku |
0–0,3 MPa |
0–0,3 MPa |
0–0,3 MPa |
| Interval teploty |
5 °C – 65 °C |
5 °C – 65 °C |
5 °C – 70 °C |
| Přesnost teploty |
±0,1 °C |
±0,1 °C |
±0,1 °C |
| rozsah pH |
2,0 – 12,0 |
2,0 – 12,0 |
2,0 – 12,0 |
| přesnost pH |
±0.01 |
±0.01 |
±0.01 |
| Materiál |
nerezová ocel 316L (Ra 0,2–0,4 μm) |
Stejně. |
Stejně. |
| CERTIFIKACE |
GMP / FDA / CE |
GMP / FDA / CE |
GMP / FDA / CE |
