A fermentação é amplamente usada dentro das indústrias Farmacêutica e de Alimentos. Ela requisita o cultivo de uma cultura submergida de um micro-organismo (principalmente bactérias) como uma monocultura identificada em determinadas condições ambientais. O regime imposto de incubação é criado para maximizar a produtividade dos organismos provendo condições ótimas para o crescimento da população (biomassa). O produto pode ser um metabolismo bioativo ou uma proteína recombinada.

Durante o ciclo de incubação uma fonte de energia e nutriente, como glucose, é adicionada e a biomassa e produto aumentarão à medida que é consumida.

Controle e Desenho do Fermentador

Controle de incubação necessita de controle preciso de vários parâmetros.

De importância primaria são:

Temperatura, pH, DO2 ou Redox, agitação, pressão, controle de espuma, alimentação auxiliar ou uma combinação desses controles.

O controle de qualquer um destes parâmetros é na maioria realizado em recipientes de fermentação especialmente criados para este propósito e acomodando vários volumes de trabalho dependendo do rendimento e requisitos da produção. Recipientes de escala laboratoriais podem ter apenas 10 litros ou menos e recipientes de escala de produção podem ter mais de milhares de litros.

As menores unidades podem incorporar um aquecedor elétrico e estoques de alimento (nutrientes, e agentes de controle de pH) podem ser alimentados através de frascos via bombas peristálticas. Recipientes maiores têm uma capa integrada para controle de temperatura via água quente ou fria permitindo uma esterilização indireta usando vapor injetado. Onde são necessários estoques maiores de alimento estes podem ser armazenados em tanques pressurizados separados e alimentados num arranjo de válvulas ‘thrust pump’.

Este processo de fermentação é conhecido como a Fase de Incubação e é apenas parte do ciclo de batelada. Geralmente um ciclo de fermentação típico inclui as seguintes fases (dependendo do tamanho do recipiente):

• Vazio, Esterilização do recipiente e tubulação usando Vapor direto

• Injeção

• Carregamento com instrumento base

• Esterilização Indireta via vapor injetado dentro da capa do recipiente

• Resfriamento e Drenagem da Capa

• Pré-Inoculação – Ambiente do recipiente sob controle

• Inoculação – Injeção de uma pequena amostra da monocultura

• Incubação – O processo de Fermentação em si

• Colheita – O produto removido pronto para o processo de extração

O ambientes de R&D e de Testes Clínicos nos quais muitos fermentadores de pequena escala operam de modo que não é possível prever a natureza de nenhum processo de fermentação nem em termos de cultura ou perfil de condições de incubação. As instalações para produção devem também fornecer uma variedade de produtos cada qual com perfis de incubação precisamente definidos.

Um sistema de controle deve assim providenciar flexibilidade de modo que o controle repetível e preciso do ambiente de fermentação é arquivado e incluirá as seguintes funções:

• Controle de loop preciso com programação de perfil de Setpoint

• Sistema de Gerenciamento de Receita para fácil parametrização

• Controle seqüencial de esterilização de recipientes e estratégias mais completas de controle

• Coleta segura de dados on-line do sistema de fermentação para análise e evidência

• Tela para operador local com gráficos claros e de acesso controlados aos parâmetros

O Eycon^TM Visual Supervisor é uma solução ideal para o processo de fermentação.