Mikrobiyal polisakkarit ve biyopolimerler
Ksantan zamkı (Xanthomonas campestris), pullulan (Aureobasidium pullulans) ve diğer mikrobiyal ekzopolisakkaritler gıda, kozmetik ve endüstriyel uygulamalarda kıvam artırıcı ve stabilizatör olarak kullanılır. Bu fermantasyonlarda ürün hücre dışına salgılanır ve biriktikçe besiyerinin viskozitesi artar; besiyeri kayma hızıyla incelen (psödoplastik) bir akışkana dönüşür. Polihidroksialkanoatlar (PHA) ise hücre içinde biriken biyobozunur poliesterlerdir; birikim çoğunlukla besin sınırlamasıyla başlatılır.
Uygulamaya özgü proses gereksinimleri
Reoloji ve karıştırma
Psödoplastik akışkanlarda kayma hızı karıştırıcı çevresinde yüksek, kap duvarına yakın bölgelerde düşüktür. Görünür viskozite bu nedenle karıştırıcıdan uzaklaştıkça artar; uzak bölgelerde durgun hacimler ve oksijen gradyanları oluşabilir. Karıştırıcı tipini, çapını, kat sayısını ve motor gücünü prosesin ulaşacağı en yüksek viskoziteye göre seçiyoruz.
Oksijen transferi
Viskozite arttıkça hacimsel oksijen transfer katsayısı (kLa) düşer; ksantan fermantasyonunda oksijen transferi çoğunlukla prosesi sınırlayan etkendir. Çözünmüş oksijen, karıştırıcı hızı ve hava debisi üzerinden kademeli (kaskat) kontrolle tutulur; kap basıncının kademeye eklenmesi proje kapsamında değerlendirilir. Durgun bölgeler oluştuğunda tek noktadan ölçülen çözünmüş oksijen bütün hacmi temsil etmeyebilir; DO sensörünün konumu bu nedenle tasarımda belirlenir.
Hat içi viskozite ölçümü
Polisakkarit proseslerinde viskozite ürün derişimi ve molekül ağırlığıyla birlikte artar; bu nedenle ürün oluşumunun dolaylı göstergesi olarak izlenir. Psödoplastik akışkanda ölçülen değer, sensörün kendi kayma hızındaki görünür viskozitedir; ürün derişimiyle ilişkisi laboratuvar reometresi ölçümleriyle kurulur. Hat içi proses viskozimetresi Talamus sistemlerine PAT seçeneği olarak eklenir. Proses viskozimetrelerini 2011’den bu yana gıda, kimya ve biyoteknoloji tesislerinde kuruyor ve kalibre ediyoruz.
PHA ve besin sınırlaması
PHA üretiminde biyokütle önce dengeli besiyerinde büyütülür. Ardından azot veya fosfor sınırlandırılır ve karbon fazlası polimer birikimine yönlendirilir. Evre geçişi besleme profilinde tanımlanır.
Uygulanan üretim yöntemleri
Bu uygulama için Talamus modelleri
| Model | Ölçek | Çalışma hacmi | Sterilizasyon | Teslim | Kontrol yapısı |
|---|---|---|---|---|---|
| TLM Lab | Laboratuvar sistemleri | Laboratuvar ölçeği; kap hacmi ve paralel reaktör sayısı konfigürasyona göre | Otoklav | Masaüstü | Ortak döngü ve veri yapısı |
| TLM500 | Pilot ölçek sistemler | 500 L çalışma hacmi (600 L toplam) | Otomatik SIP | Şase (skid) üzerinde | Ortak faz, döngü ve veri yapısı |
| TLM Industrial | Endüstriyel sistemler | 1.000 L – 30.000 L çalışma hacmi | SIP/CIP, projeye göre | Projeye özel hat | Ortak faz, döngü ve veri yapısı |
Teknik görüşme talebi
Ürün, organizma, hedef ürün derişimi ve beklenen en yüksek viskozite bilgisi ilk değerlendirme için yeterlidir.