• オンラインラマン分光計
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オンラインラマン分光計

発酵液の成分をリアルタイムでオンライン・非破壊検出可能で、基質・生成物・代謝物の濃度を迅速に分析し、サンプリングや前処理が不要です。発酵プロセスの全工程モニタリングとデータ閉ループを実現し、プロセスの安定性と生産効率を向上させます。

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説明

I、核心動作原理

ラマン散乱効果に基づき、専用プローブによって単色レーザーを発酵液に照射し、分子の非弾性散乱によって生じる特有の「分子指紋」から、系内の各種物質の特性を高精度に識別します。
プローブは散乱信号を採取して分光分析装置へ伝送し、専用検出器がスペクトル情報を記録します。専門的なアルゴリズムモデルによりスペクトル信号を発酵プロセスにおける主要物質の濃度データに変換し、リアルタイムでの解析を実現します。
オンライン閉ループ制御システムを構築し、リアルタイムデータを中央制御システムに同期させ、発酵プロセスにおける流加基質、温度、pH、撹拌などの主要パラメータを連携制御することで、発酵プロセスの高精度・インテリジェント制御を実現します。

II、システム構成(発酵専用)

光学プローブ:サニタリー規格のステンレス鋼を採用し、高温高圧・酸・アルカリに対する耐食性を有し、蒸気滅菌が可能です。発酵槽または搬送配管に直接挿入でき、サンプリング不要でその場(in-situ)モニタリングを実現します。
レーザー光源:近赤外波長のレーザーを採用し、生体試料の蛍光干渉を効果的に低減し、濁度の高い発酵液環境に適合し、信号採取の安定性を確保します。
分光分析装置:高分解能・高感度設計で高速スキャン機能を有し、スペクトル信号の採取と処理を効率的に実行します。

専用ソフトウェア:

  • 発酵プロセス中の多成分濃度変化傾向をリアルタイムで表示し、基質・生成物・菌体などの主要指標の動態を直感的に可視化します。
  • 発酵産業向けの専用定量モデルを内蔵し、カスタムモデリングと自動キャリブレーションに対応し、各種発酵プロセスのニーズに適合します。
  • データ保存・異常アラーム機能を備え、既存の発酵制御システムとシームレスに連携し、統合的な制御を実現します。
保護・インターフェース:防爆・耐食性の筐体設計を採用し、汎用産業用インターフェースを搭載。各種仕様の発酵装置に対応し、多様な発酵現場での設置・使用ニーズに応えます。

III、発酵産業における主要用途

1. 主要パラメータのリアルタイムモニタリング(フルカバー)

炭素源・窒素源などの栄養物質濃度のモニタリング、生成物および副生成物の含有量分析、菌体状態(密度、バイオマス、代謝活性)のモニタリング、さらに発酵速度・発酵終点などのプロセス主要指標をリアルタイムで管理します。

2. 代表的な適用場面

  • 試験室・パイロットスケール段階:発酵速度モデルを迅速に構築し、流加戦略を最適化し、プロセス開発期間を短縮し、研究開発効率を向上させます。
  • 量産段階:全工程のオンライン品質管理を実現し、ロット間のばらつきを効果的に抑制し、生産量と純度の安定性を確保します。
  • 特殊発酵プロセス:光合成発酵、高密度発酵、連続発酵、無細胞合成などの特殊発酵プロセスに対応し、カスタマイズされたモニタリングソリューションを提供します。
  • 異常早期警報:雑菌汚染、基質枯渇、副生成物の異常蓄積などの異常をリアルタイムで検知し、速やかに警報を発することでロット廃棄を削減し、生産コストを低減します。

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