Спрос на ферментеры в фармацевтической и пищевой биотехнологии подогревают проекты по производству пробиотиков, заквасочных культур и ферментов. Большинство таких проектов начинается с лабораторного аппарата на несколько литров, а трудности появляются на этапе масштабирования. Ниже — ситуация, которая повторяется на многих производствах почти без изменений.
Как выглядит переход с лабораторного аппарата на пилотный
Технолог отработал процесс на настольном биореакторе: культура стабильно растёт, выход целевого продукта устраивает. Следующий шаг — пилотный ферментер на несколько сотен литров. Заказчик сравнивает предложения прежде всего по объёму и цене и выбирает аппарат с «удобной» геометрией: невысокий, широкий, с одной мешалкой — его проще разместить в помещении с низким потолком.
Что пошло не так
На первых же партиях биомасса набирается заметно медленнее, чем в лаборатории, хотя режимы перенесены один к одному. Причин обычно несколько, и все они заложены при выборе:
- Геометрия сосуда. В низком и широком аппарате пузырь воздуха проходит короткий путь, и кислород хуже переходит в среду. При том же расходе воздуха аэробной культуре его просто не хватает.
- Растворённый кислород не измерялся. Без датчика и регулирования оператор видит только итог — медленный рост, а не его причину.
- Попытка «добрать» аэрацией. Увеличение подачи воздуха и оборотов мешалки дало пену и рост энергозатрат, а часть чувствительных к сдвигу клеток стала гибнуть.
- Стерильность. Без полноценной стерилизации паром на месте и фильтров на газовых линиях появились посторонние культуры, и несколько партий пришлось списать.
Что сработало после разбора
Процесс вернули в рабочее состояние, пересмотрев не режимы, а само оборудование. Подобрали сосуд с большим отношением высоты к диаметру, тип перемешивания выбрали по чувствительности культуры: механическая мешалка для устойчивых микроорганизмов, более мягкая аэрлифтная схема для клеток, которые плохо переносят механическое воздействие. Добавили контур регулирования растворённого кислорода, температуры и pH, а параметры каждой партии стали архивироваться — это требование любого аудита по GMP.
Выводы для тех, кто планирует закупку
- Выбирайте ферментер под тип культуры и её потребность в кислороде, а объём считайте вторым параметром.
- Закладывайте датчики и автоматическое регулирование сразу, а не как опцию «на потом».
- Проверьте, как аппарат стерилизуется и чем защищены газовые линии.
- Продумайте, что будет после ферментации: отделение биомассы и концентрирование часто требуют отдельного оборудования.
Ферментеры и оборудование для последующих стадий
Промышленный ферментер изготавливаем объёмом от 10 до 200 000 л, с фильтрами 0,22 мкм на газовых линиях и стерилизацией острым паром при 121 °C. Для отделения биомассы от культуральной жидкости подходит декантерная центрифуга, для концентрирования — оборудование для выпаривания с производительностью от 3 до 8000 л/ч по испарённой влаге. Подготовку сред и смешивание можно вести в промышленных реакторах.
Опишите культуру, объём партии и требования к стерильности — предложим конфигурацию ферментера и обвязки. Звоните +7 906 968-1922 или пишите на sales@sushilka22.ru.