Breve descrição do produto
O Sistema de Fermentação Microbiana MICROIPOWER08 é uma solução abrangente de biorfabricação que integra controle ambiental preciso e design modular. Oferece uma gama completa de equipamentos de fermentação — desde escala laboratorial (1 L–15 L) e escala piloto (20 L–400 L) até escala industrial de produção (500 L–50.000 L) — além de serviços complementares, como projeto de planta, instalação e comissionamento. Construído em aço inoxidável grau 316L (rugosidade superficial Ra 0,2–0,4 μm) para garantir higiene e segurança, o sistema emprega um algoritmo inteligente de controle PID para alcançar regulação de ultra-alta precisão: temperatura ±0,1 °C e pH ±0,05. Suporta múltiplos modos de fermentação, incluindo fermentação descontínua (batch), fermentação alimentada (fed-batch) e fermentação contínua. Equipado com uma interface homem-máquina intuitiva com tela sensível ao toque e capacidades de registro de dados baseadas em nuvem, o sistema está em conformidade com as normas regulatórias GMP/FDA/CE e é adequado para a fabricação de produtos biológicos de alto valor, tais como biofertilizantes, biopesticidas, ácido hialurônico, vitaminas, goma xantana, materiais biodegradáveis, preparações enzimáticas e antioxidantes.
Descrição Detalhada do Produto
O Sistema de Fermentação Microbiana MICROIPOWER08 representa uma tecnologia de ponta na biorfabricação moderna. Ao integrar a biologia sintética com conceitos de manufatura inteligente, permite a ampliação contínua do processo, desde a pesquisa laboratorial até a produção industrial. Como solução abrangente que combina controle ambiental preciso, design modular e análise inteligente de dados, este sistema atende às necessidades do ciclo de vida completo das empresas de biotecnologia — desde a pesquisa e desenvolvimento (P&D) inicial até a produção comercial em larga escala — destacando-se especialmente na produção de produtos biológicos de alto valor que exigem estabilidade excepcional do processo, como ácido hialurônico, astaxantina, vitaminas e goma xantana.
Principais Vantagens Técnicas
1. Sistema de Controle Ambiental Preciso
A principal vantagem competitiva do MICROIPOWER08 reside em sua notável capacidade de controle ambiental, criando condições ideais de crescimento para microrganismos. Com o uso de avançados algoritmos inteligentes de controle PID, o sistema alcança uma precisão sem precedentes:
Controle de Temperatura: Precisão de ±0,1 °C, superando significativamente os padrões da indústria.
controle de pH: Precisão de ±0,05, garantindo estabilidade absoluta da acidez/alkalinidade do caldo de fermentação.
Controle de Oxigênio Dissolvido (DO): Alcançado por meio da operação coordenada de um sistema adaptativo de dosagem e de tecnologias de agitação/aeração com velocidade variável, permitindo a regulação precisa do DO ajustada às demandas de oxigênio microbianas em diferentes estágios de crescimento.
Esse nível de precisão se traduz diretamente em maiores rendimentos do produto e em melhor consistência entre lotes — especialmente crítico para bioprodutos de alto valor e sensíveis ao ambiente, como ácido hialurônico e vitaminas. Pesquisas indicam que cada melhoria de uma ordem de grandeza na precisão do controle ambiental pode aumentar o rendimento do produto-alvo em 15–20%, reduzindo substancialmente a variabilidade entre lotes.
2. Projeto Modular e Ampliação Consistente do Processo
O MICROIPOWER08 apresenta uma filosofia de design modular única, permitindo a ampliação contínua desde escala laboratorial (1 L) até escala industrial (50.000 L):
Componentes Padronizados: Todos os tamanhos de sistema compartilham princípios de projeto e lógica de controle idênticos.
Mapeamento de Parâmetros: Modelagem matemática precisa e análise de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) garantem parâmetros de processo consistentes em todas as escalas.
Desenvolvimento Acelerado de Processos: Os resultados obtidos em escala laboratorial podem ser diretamente ampliados para as etapas de pré-produção e produção, reduzindo drasticamente o tempo de lançamento no mercado.
Esse projeto consistente resolve o antigo "gargalo de ampliação de escala" na biofabricação, permitindo que as otimizações realizadas em P&D sejam transferidas perfeitamente para ambientes produtivos — melhorando significativamente tanto a eficiência da produção quanto a estabilidade da qualidade do produto. Dados setoriais indicam que sistemas com essa consistência entre escalas podem reduzir substancialmente os prazos necessários para a ampliação de processos.
3. Operação Intuitiva e Gestão de Dados
Além do desempenho técnico, o MICROIPOWER08 se destaca na interface com o usuário e na gestão de dados:
Interface Homem-Máquina: tela sensível ao toque de grau industrial com layout intuitivo.
Modelos Personalizáveis: os fluxos operacionais e as configurações de parâmetros podem ser adaptados a processos específicos de fermentação.
Registro de Dados Baseado em Nuvem: sistema de dados totalmente rastreável, compatível com a 21 CFR Parte 11.
Monitoramento Remoto: monitoramento em tempo real em múltiplas plataformas garante transparência no processo.
Esses recursos aumentam significativamente a eficiência operacional, minimizam erros humanos e atendem aos rigorosos requisitos de gestão da qualidade. A função de registro de dados baseada em nuvem, em particular, permite armazenamento, análise e compartilhamento de dados a longo prazo de forma simplificada, oferecendo suporte robusto à otimização de processos e às auditorias de conformidade.
4. Projeto Robusto e Conforme
O MICROIPOWER08 foi projetado para atender às exigências rigorosas da produção industrial:
construção em Aço Inoxidável 316L: A rugosidade superficial interna Ra de 0,2–0,4 μm garante ausência de zonas mortas e facilita a limpeza.
Compatibilidade com SIP/CIP: Suporta Esterilização no Local (SIP) e Limpeza no Local (CIP), atendendo aos padrões GMP/FDA/CE.
Selagem com Duplo Anel O-Ring: Previne eficazmente a contaminação e melhora a segurança da produção.
Portas de Amostragem em Três Níveis: Pontos de amostragem superior, médio e inferior asseguram a coleta de amostras representativas.
Esse projeto robusto e altamente compatível permite que o sistema atenda aos requisitos produtivos de indústrias estritamente regulamentadas, como farmacêutica, alimentícia e de produtos químicos finos, garantindo tanto a qualidade do produto quanto a segurança operacional. O vaso possui pressão de projeto de 0,30 MPa (pressão de operação: 0,15 MPa), sendo capaz de suportar condições de fermentação diversas e complexas.
5. Flexibilidade Aprimorada do Processo
O MICROIPOWER08 suporta múltiplos modos de fermentação para atender às diversas necessidades do processo:
Fermentação em Lote: Ideal para processos simples com operação direta.
Fermentação em Lote Alimentado: Permite controle preciso sobre requisitos nutricionais complexos.
Fermentação Contínua: Maximiza a utilização dos equipamentos e reduz os custos de produção.
O sistema também oferece acessórios opcionais — incluindo unidades de controle de espuma, sistemas de amostragem online e sistemas de alimentação multicanal — permitindo configuração flexível com base em requisitos específicos de fermentação. Esse alto grau de flexibilidade possibilita a adaptação a uma ampla gama de processos, desde a fermentação tradicional até a fermentação de precisão moderna.
Composição do Sistema e Princípios de Funcionamento
O MICROIPOWER08 é composto por cinco módulos principais, cada um otimizado para as demandas específicas da fermentação microbiana:
1. Sistema de Vaso
Construído em aço inoxidável 316L, com superfícies internas polidas com precisão até Ra 0,2–0,4 μm, minimizando a adesão microbiana e o risco de contaminação. Interfaces padronizadas facilitam a instalação e a manutenção de sensores. Os vasos podem ser configurados como aeróbicos ou anaeróbicos: os vasos aeróbicos possuem sistemas eficientes de distribuição de ar, enquanto os vasos anaeróbicos empregam vedação hermética para impedir a entrada de oxigênio.
sistema de Agitação
Como componente central da fermentação microbiana, o sistema de agitação afeta diretamente a eficiência de mistura e a transferência de massa de oxigênio. O MICROIPOWER08 emprega estratégias de agitação específicas para cada escala:
Escala Laboratorial (5–15 L): Design com dois impulsores e faixa de velocidade de 0–1250 rpm para mistura potente.
Escala Piloto (20–400 L): Agitação híbrida mecânica + airlift; velocidade do agitador principal de 50–1200 rpm.
Escala Industrial (500 L–50.000 L): Agitação principalmente por elevação aérea, complementada por agitação mecânica de baixa velocidade (20–300 rpm), reduzindo significativamente o consumo de energia, ao mesmo tempo que mantém uma mistura uniforme.
Os tipos de agitadores (lâmina plana, lâmina inclinada, lâmina curva, turbina, fluxo axial, etc.) podem ser selecionados com base na sensibilidade ao cisalhamento microbiano. A precisão do controle de velocidade atinge ±1 rpm, garantindo a replicação precisa dos parâmetros do processo.
3. Sistema de Controle de Temperatura
A temperatura é um dos parâmetros mais críticos da fermentação. O MICROIPOWER08 utiliza aquecimento/resfriamento por jaca para controle preciso e estável:
Faixa de Temperatura: 5 °C–65 °C (escala laboratorial/piloto); 5 °C–70 °C (escala industrial).
Precisão do Controle: ±0,1 °C, superando amplamente a média do setor.
Sensores de Temperatura: Eletrodos Pt-100 de alta precisão asseguram a exatidão das medições.
Controle de Gradiente de Temperatura: O monitoramento em múltiplos pontos nos sistemas industriais garante uma distribuição uniforme da temperatura interna.
O sistema suporta aquecimento elétrico e refrigeração por água gelada, garantindo controle preciso da temperatura sob diferentes condições ambientais — essencial para a obtenção e qualidade de bioprodutos de alto valor.
4. Sistema de Aeração e Esterilização
Um sistema eficaz de aeração é fundamental para a fermentação aeróbia. O MICROIPOWER08 emprega um projeto de filtração em três estágios para assegurar o fornecimento de ar estéril:
Pré-filtro: filtração de 0,2 μm que remove partículas grandes.
Filtro Estéril: filtração de 0,2 μm que garante a esterilidade do ar.
Difusor em Anel: distribui uniformemente o ar para melhorar a eficiência da transferência de oxigênio.
Medidor de Fluxo de Gás: controla com precisão o fluxo de ar (faixa: 0–7000 L/min).
O sistema inclui também capacidades completas de esterilização via SIP (esterilização in loco) e CIP (limpeza in loco), suportando esterilização em alta temperatura (121 °C) para manter condições assépticas. O ciclo de esterilização é programável, assegurando sua eficácia ao mesmo tempo que minimiza o consumo de energia.
5. Sistema de Controle
No coração do MICROIPOWER08 encontra-se seu avançado sistema de controle, construído sobre uma arquitetura PLC de grau industrial para operação confiável:
Núcleo de Controle: PLC da série Siemens S7-1200 garante alta confiabilidade.
IHM: Tela sensível ao toque industrial de 15 polegadas exibe de forma intuitiva todos os parâmetros principais.
Algoritmo de Controle: Algoritmo PID inteligente permite a estabilização rápida dos parâmetros.
Coordenação de Múltiplos Parâmetros: Suporta controle interligado de temperatura, pH, DO, entre outros, para otimizar as condições de fermentação.
Programação Multiestágio: Perfis predefinidos de parâmetros em 8 estágios atendem tanto fermentações em batelada quanto contínuas.
Registro de Dados: Armazenamento interno de 32 GB gera automaticamente perfis de fermentação conforme a norma ISO/IEC 17025.
O sistema suporta interfaces multilíngues e layouts personalizáveis. As funções de alarme embutidas monitoram continuamente parâmetros críticos (por exemplo, pressão e nível de líquido); qualquer desvio aciona alarmes sonoros/visuais e desligamento automático da alimentação elétrica, garantindo a segurança operacional.
Áreas de Aplicação e Proposta de Valor
O MICROIPOWER08 demonstrou valor significativo em diversos setores de alta relevância na biofabricação, graças ao seu desempenho superior e design flexível:
1. Biotecnologia farmacêutica
Oferece ambientes de fermentação estáveis e confiáveis para produtos de alto valor, como ácido hialurônico e vitaminas, garantindo a consistência do produto:
Produção de Ácido Hialurônico: controle preciso de temperatura, pH e OD (oxigênio dissolvido) aumenta o rendimento e a pureza.
Síntese de Vitaminas: condições otimizadas melhoram as taxas de conversão e a biodisponibilidade.
Expressão de Proteínas Recombinantes: a coordenação de múltiplos parâmetros permite fermentação em alta densidade celular e elevados rendimentos de expressão.
2. Bioagricultura
Melhora significativamente a viabilidade microbiana e a estabilidade do produto na produção de biofertilizantes e biopesticidas:
Fermentação de Biofertilizantes: condições otimizadas aumentam a contagem e a atividade de microrganismos viáveis.
Fermentação de Biopesticidas: o controle ambiental preciso garante a produção estável de ingredientes ativos.
Produção de Inoculante Microbiano: Um ambiente ideal de crescimento prolonga a vida útil e aumenta o rendimento.
3. Biomateriais
Permite um controle de processo sofisticado para produtos como goma xantana e materiais biodegradáveis:
Fermentação de Goma Xantana: O controle preciso de oxigênio dissolvido (DO) e de nutrientes melhora o rendimento e a qualidade.
Produção de Materiais Biodegradáveis: Condições otimizadas melhoram a eficiência de degradação e a estabilidade do material.
Preparação de Enzimas: O controle exato dos parâmetros aumenta a atividade enzimática e a especificidade.
4. Produtos Químicos Especiais
Oferece controle ambiental preciso para garantir qualidade consistente na produção de antioxidantes e outros produtos químicos especiais:
Fermentação de Antioxidantes: Condições otimizadas aumentam a atividade antioxidante e a estabilidade.
Produção de Ácidos Orgânicos: O controle preciso de pH e temperatura melhora o rendimento e a pureza.
Fermentação de Polióis: Controle inteligente aumenta a eficiência e a seletividade da fermentação.
Ampliação do Processo e Garantia de Qualidade
O MICROIPOWER08 destaca-se na ampliação do processo, graças à sua filosofia de projeto única e às tecnologias avançadas de controle:
1. Caminho Consistente de Ampliação
Projeto padronizado e lógica de controle unificada garantem transição perfeita entre as diferentes escalas:
Escala Laboratorial (5–15 L): Seleção de cepas e desenvolvimento do processo.
Escala Piloto (20–400 L): Otimização do processo e validação da ampliação.
Escala Industrial (500 L–50.000 L): Produção em escala total.
Essa consistência elimina os chamados 'efeitos de escala', assegurando a fidelidade dos parâmetros em todas as escalas e melhorando significativamente as taxas de sucesso e a eficiência da ampliação.
2. Sistema Rigoroso de Gestão da Qualidade
Totalmente compatível com as normas GMP, FDA e CE:
Registro de Dados Rastreável: Todas as alterações de parâmetros e operações estão em conformidade com a Parte 21 do CFR, Seção 11.
Sistemas SIP/CIP: Minimizam a variabilidade na limpeza e o risco de contaminação microbiana.
POPs Padronizados: Reduzem erros humanos e melhoram a consistência da produção.
Variação Mínima entre Lotes: Controle preciso e mapeamento de parâmetros mantêm as diferenças entre lotes ao mínimo.
3. Gestão Inteligente e Remota
Recursos digitais avançados aumentam a eficiência e a flexibilidade:
IHM Intuitiva: Exibição em tempo real de todos os parâmetros-chave e do status do sistema.
Modelos Personalizados: Fluxos de trabalho adaptados a diferentes processos de fermentação.
Registro de Dados na Nuvem: Permite armazenamento de longo prazo, análise e compartilhamento de dados.
Monitoramento Remoto: Acesso em tempo real a partir de qualquer dispositivo com conexão à internet.
Esses recursos inteligentes simplificam a gestão da produção e fornecem dados abrangentes para a otimização contínua dos processos — impulsionando melhorias contínuas na qualidade e na eficiência.
Especificações Técnicas e Serviços de Personalização
O MICROIPOWER08 oferece configurações padrão e opções de personalização para atender às diversas necessidades dos usuários:
1. Especificações Padrão
Três níveis padrão cobrem todo o espectro, desde laboratório até produção industrial:
| Parâmetro |
Escala de laboratório |
Escala Piloto |
Escala Industrial |
| Faixa de Capacidade |
5 L – 15 L |
20 L – 400 L |
500 L – 50.000 L |
| Método de Agitação |
Mecânico |
Mecânico + Elevação por Ar |
Elevação por Ar + Mecânico |
| Faixa de velocidade |
0–1200 rpm |
50–1200 rpm |
20–300 rpm |
| Controle de Pressão |
0–0,3 MPa |
0–0,3 MPa |
0–0,3 MPa |
| Faixa de temperatura |
5 °C – 65 °C |
5 °C – 65 °C |
5 °C – 70 °C |
| Precisão de Temperatura |
±0,1°C |
±0,1°C |
±0,1°C |
| faixa de pH |
2,0 – 12,0 |
2,0 – 12,0 |
2,0 – 12,0 |
| precisão de pH |
±0.01 |
±0.01 |
±0.01 |
| Material |
aço inoxidável 316L (Ra 0,2–0,4 μm) |
Mesmo |
Mesmo |
| CERTIFICAÇÕES |
GMP / FDA / CE |
GMP / FDA / CE |
GMP / FDA / CE |
