GCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.

Quality Control of fermentation processes

Aplikace | 2021 | MetrohmInstrumentace
NIR Spektroskopie
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Metrohm

Souhrn

Význam tématu


Fermentace škrobových surovin na bioetanol je tradiční, ale stále klíčová technologie v biotechnologickém průmyslu. Zajišťuje přeměnu obnovitelných surovin na alternativní palivo, čímž přispívá k energetické bezpečnosti a snižování emisí skleníkových plynů. Statisticky kolísající kvalita substrátu vyžaduje průběžný monitoring a rychlou analýzu klíčových parametrů.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem aplikace bylo ověřit použitelnost NIR spektroskopie pro simultánní stanovení více parametrů fermentačního kvasného mosu do jedné minuty. Studie zahrnovala 206 vzorků kvasného roztoku (117 pro Brix index), měřených na přístroji DS2500 Solid Analyzer. Hlavním záměrem bylo vyvinout predikční modely pro obsah ethanolu, cukrů, Brix, kyseliny mléčné, pH a sušinu.

Použitá metodika a instrumentace


Analýza probíhala v reflektivním režimu kvůli přítomnosti pevných částic. Vzorky se měřily ve velkém kalíšku za rotace, aby se minimalizovala inhomogenita. Spektrální data v rozsahu 400–2500 nm byla pořízena na:
  • DS2500 Solid Analyzer (Metrohm 2.922.0010)
  • DS2500 Large Sample Cup pro prášky a granuláty (Metrohm 6.7402.050)
  • Software Vision Air Complete 2.0 pro sběr dat a tvorbu kalibračních modelů (Metrohm 6.6072.208)

Hlavní výsledky a diskuse


Predikční modely vykazovaly vysokou korelaci se srovnávacími metodami:
  • Ethanol: R2 = 0,998; SECV = 0,22 %
  • Sušina: R2 = 0,982; SECV = 1,06 %
  • Brix index: R2 = 0,987; SECV = 0,87
  • Celkové cukry: R2 = 0,981; SECV = 1,30 %
  • Glukóza: R2 = 0,920; SECV = 0,86 %
  • Kyselina mléčná: R2 = 0,722; SECV = 0,10 %
  • pH: R2 = 0,734; SECV = 0,19
  • Maltotrioza: R2 = 0,928; SECV = 0,42 %
  • Dextriny: R2 = 0,964; SECV = 0,68 %

Modely pro ethanol, sušinu a Brix dosahují výkonnosti dostatečné pro rutinní kontrolu, u některých parametrů (kyselina mléčná, pH) je třeba další vylepšení kalibrace.

Přínosy a praktické využití metody


NIR spektroskopie umožňuje:
  • Výsledek do jedné minuty oproti desítkám minut HPLC a dalších metod
  • Současné stanovení více analytů jedním měřením
  • Bezodpadovou metodu bez chemikálií
  • Jednoduchý provoz v laboratorním i výrobním prostředí

Budoucí trendy a možnosti využití


Integrace NIR spektroskopie s automatizovaným odběrem vzorků a řízením procesů v reálném čase výrazně posílí efektivitu fermentace. Další vývoj kalibrací pomocí strojového učení a rozšíření na jiné substráty (řepa, zbytky biomasy) zvýší univerzálnost metody.

Závěr


Aplikace NIR spektroskopie na DS2500 Solid Analyzer prokázala vysokou spolehlivost a efektivitu stanovení klíčových parametrů fermentačního procesu. Metoda nabízí výrazné zkrácení doby analýzy a možnost kontinuálního monitoringu v průmyslovém provozu.

Reference


  • Metrohm AG: Aplikace AN-NIR-093 „Quality Control of Fermentation Processes“, 2023.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Quality Control of fermentation broths
AN-NIR-099 Quality Control of fermentation broths Multiparameter determination within one minute Summary Cell fermentation processes are a reliable production method for small molecules and proteinbased active pharmaceutical ingredients (APIs), allowing pharmaceutical companies to optimize the production process and reduce time…
Klíčová slova
error, errormetrohm, metrohmbroths, brothsfermentation, fermentationmerit, meritvalidation, validationfigures, figuresstandard, standardcross, crossresult, resultpotency, potencyuvvis, uvvisvalue, valueminute, minutecalibration
Quality Control of Polyamides
Quality Control of Polyamides
2020|Metrohm|Aplikace
AN-NIR-060 Quality Control of Polyamides Determination of viscosity, functional groups, and moisture within one minute using NIR Spectroscopy Summary Functional group and viscosity analysis (ASTM D789) of polyamides can be a lengthy and challenging process due to the sample’s limited…
Klíčová slova
metrohm, metrohmerror, errormerit, meritfigures, figurestitration, titrationcross, crossstandard, standardresult, resultvalidation, validationgroup, groupend, endcarboxyl, carboxylsimple, simplevalue, valuenir
Quality Control of PET
Quality Control of PET
2020|Metrohm|Aplikace
AN-NIR-023 Quality Control of PET Determination of diethylene glycol, isophthalic acid, intrinsic viscosity, and acid number within one minute with NIRS Summary Determination of the diethylene glycol content, isophthalic acid content, intrinsic viscosity (ASTM D4603), and the acid number (AN)…
Klíčová slova
metrohm, metrohmerror, errormerit, meritfigures, figuresisophthalic, isophthalicdissolve, dissolvecross, crossstandard, standardresult, resultvalidation, validationviscometry, viscometrydiethylene, diethylenevalue, valuesimple, simpleintrinsic
Quality Control of Hand Sanitizers
AN-NIR-095 Quality Control of Hand Sanitizers Multiparameter determination within one minute Summary The most effective hand sanitizers contain between 62–95% alcohol. Alcohols are effective against most vegetative forms of bacteria, fungi, and enveloped viruses, but are ineffective against bacterial spores.…
Klíčová slova
metrohm, metrohmerror, errormerit, meritfigures, figurescross, crossstandard, standardvalidation, validationcontent, contentvalue, valuegel, gelcalibration, calibrationethanol, ethanolsimple, simpleperoxide, peroxideglycerol
Další projekty
LCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.