I、Principio de funcionamiento central
Basado en el efecto de dispersión Raman, se aplica un láser monocromático al sistema de caldo de fermentación mediante una sonda especializada, y se identifican con precisión las características de diversas sustancias del sistema a través de la “huella molecular” única formada por la dispersión inelástica de las moléculas.
La sonda recoge las señales dispersadas y las transmite al equipo de análisis espectroscópico, donde la información espectral es registrada por un detector especializado. Mediante modelos de algoritmos profesionales, las señales espectrales se convierten en datos de concentración de sustancias clave durante el proceso de fermentación, logrando un análisis en tiempo real.
Se construye un sistema de regulación en bucle cerrado en línea, los datos en tiempo real se sincronizan con el sistema de control central, y se regulan de forma conjunta parámetros clave como la alimentación, temperatura, pH y agitación durante el proceso de fermentación, para conseguir un control preciso e inteligente del proceso fermentativo.
II、Componentes del sistema (especial para fermentación)
Sonda óptica: elaborada en acero inoxidable de grado higiénico, con resistencia a altas temperaturas y presiones, así como a la corrosión por ácidos y álcalis, y se puede esterilizar con vapor. Se inserta directamente en el fermentador o en la tubería de transporte, logrando una monitorización in situ sin necesidad de muestreo.
Fuente láser: adopta un láser de banda de infrarrojo cercano, que reduce eficazmente la interferencia de fluorescencia de las muestras biológicas, se adapta al entorno de caldos de fermentación de alta turbidez y garantiza la estabilidad de la recogida de señales.
Analizador espectroscópico: diseñado con alta resolución y alta sensibilidad, cuenta con capacidad de escaneo rápido y puede realizar eficientemente la recogida y el procesamiento de señales espectrales.
Software especializado：
- Muestra en tiempo real las tendencias de cambio de concentración de múltiples componentes durante el proceso de fermentación y presenta de forma intuitiva la dinámica de indicadores clave como sustratos, productos y biomasa.
- Cuenta con modelos de cuantificación dedicados a la industria de fermentación, admite la creación de modelos personalizados y la calibración automática, adaptándose a las necesidades de diferentes procesos fermentativos.
- Dispone de funciones de almacenamiento de datos y alarma por anomalías, y puede integrarse sin interrupciones con los sistemas de control de fermentación existentes para lograr un control integrado.
Protección e interfaces: cuenta con una carcasa antideflagrante y anticorrosiva, está equipado con interfaces industriales universales, se adapta a equipos de fermentación de diferentes especificaciones y satisface las necesidades de instalación y uso en diversos escenarios de fermentación.
三、Aplicaciones centrales en la industria de fermentación
1.Monitorización en tiempo real de parámetros clave (cobertura completa)
Incluye la monitorización de la concentración de sustancias nutritivas como fuentes de carbono y nitrógeno, la detección del contenido de productos y subproductos, la monitorización del estado de la biomasa (densidad, biomasa, actividad metabólica), así como el control en tiempo real de indicadores clave del proceso como la velocidad y el punto final de la fermentación.
2. Escenarios de aplicación típicos
- Fase de prueba de laboratorio y piloto: construcción rápida de modelos cinéticos de fermentación, optimización de estrategias de alimentación, reducción del ciclo de desarrollo de procesos y mejora de la eficiencia de investigación y desarrollo de procesos.
- Producción a escala: logro de un control de calidad en línea durante todo el proceso, evitación eficaz de fluctuaciones entre lotes y garantía de la estabilidad del rendimiento y la pureza del producto.
- Escenarios especiales de fermentación: adaptación a diversos procesos especiales de fermentación como la fermentación fotosintética, la fermentación de alta densidad, la fermentación continua y la síntesis sin células, ofreciendo soluciones de monitorización personalizadas.
- Escenarios especiales de fermentación: adaptación a diversos procesos especiales de fermentación como la fermentación fotosintética, la fermentación de alta densidad, la fermentación continua y la síntesis sin células, ofreciendo soluciones de monitorización personalizadas.
