ICPMS
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.

Inline monitoring of fermentation processes

Aplikace | 2024 | MetrohmInstrumentace
NIR Spektroskopie
Zaměření
Průmysl a chemie
Výrobce
Metrohm

Souhrn

Význam tématu


Destilát bioethanol se prosazuje jako udržitelná alternativa k fosilním palivům. Kvalita výroby závisí na kontinuální kontrole procesu fermentace. Inline monitorování metodou NIR spektroskopie umožňuje optimalizovat průběh fermentace v reálném čase a zvyšovat výtěžnost i provozní efektivitu.

Cíle a přehled studie


Cílem Application Note AN-PAN-1057 je ukázat, jak pomocí bezreagenciové NIR spektroskopie současně sledovat více klíčových parametrů v průběhu výroby bioethanolu. Studie demonstruje nasazení inline měření uvnitř fermentačního tanku a vytvoření kalibračních modelů porovnáním s referenčními laboratorními metodami.

Použitá metodika a instrumentace


Pro inline měření byl použit 2060 The NIR Analyzer od Metrohm Process Analytics vybaven ponornou mikrointerakční sondou odolnou proti pevným částicím a pěně. Kalibrace spektrálních dat proběhla vůči metodám HPLC a Karl Fischer titrace, což zajistilo přesnost kvantitativních výsledků.

Hlavní výsledky a diskuse


Inline NIRS umožnilo sledovat obsah ethanolu, glukózy, maltosy, oligomerních cukrů DP3 a DP4, glycerolu, kyselin (octové, mléčné), vlhkosti a nerozpuštěných látek v reálném čase. Trendové křivky ukázaly, že úpravy doby fermentace, rychlosti míchání a teploty vedou k optimalizaci konverze škrobu na ethanol a vyrovnání sezónních odchylek suroviny. Naměřené hodnoty se shodovaly s výsledky referenčních metod a doba odezvy byla kratší než 30 sekund.

Přínosy a praktické využití metody


  • Okamžitá informace o stavu fermentace v intervalu do 30 sekund
  • Zvýšení produktivity, reprodukovatelnosti a konečného výtěžku
  • Snížení spotřeby enzymů a kvasnic díky přesné regulaci dávkování
  • Eliminace zdržení a chyb spojených s offline odběry vzorků

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšíření inline NIR spektroskopie na širší spektrum biotechnologických fermentací a automatizovanou regulaci procesu pomocí prediktivních modelů strojového učení. Integrace s digitalizovanými výrobními linkami a IoT přinese další úspory a zvýšení kvality.

Závěr


Inline NIR spektroskopie poskytuje spolehlivý a rychlý nástroj pro komplexní sledování fermentačního procesu při výrobě bioethanolu. Implementace této technologie přináší výrazné zkrácení reakční doby, zvýšení výtěžnosti a snížení provozních nákladů.

Reference


  1. Statista Global ethanol production for fuel use 2022
  2. Chang Y-H et al. Enhancement of the efficiency of bioethanol production by Saccharomyces cerevisiae, Fermentation 2018
  3. Devantier R, Pedersen S, Olsson L. Characterization of very high gravity ethanol fermentation of corn mash, Appl Microbiol Biotechnol 2005

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Toggle
Improving the corn to ethanol fermentation process with near-infrared spectroscopy (NIRS)
WHITE PAPER Improving the corn to ethanol fermentation process with near-infrared spectroscopy (NIRS) The fermentation of corn starch to produce ethanol is a complex biochemical process that requires monitoring of many different parameters to ensure optimal production. Some of these…
Klíčová slova
fermentation, fermentationethanol, ethanolnir, nirnirs, nirsprocess, processcorn, cornproduction, productionplant, plantsolids, solidsinfrared, infraredtraditional, traditionalvision, visionmeasurement, measurementlactic, lacticfermentations
Monitoring of DOTP production via esterification with inline analysis
AN-PAN-1053 Monitoring of DOTP production via esterification with inline analysis Summary Polymers and plastics are a mainstay of modern life. Because of their versatility and physical properties, plastics and polymers have conquered nearly every aspect of human activity: airplanes and…
Klíčová slova
dotp, dotpmetrohm, metrohmtpa, tpaesterification, esterificationprocess, processnirs, nirsguarantee, guaranteeinline, inlinereaction, reactiontransflectance, transflectancemicrobundle, microbundleinteractance, interactancespectroscopy, spectroscopysimultaneously, simultaneouslymanufacturing
Online process monitoring of octane number during catalytic reforming
AN-PAN-1052 Online process monitoring of octane number during catalytic reforming Accurate analysis according to ASTM D2699 and ASTM D2700 Summary In refineries, high octane products are desired since they are used to produce premium gasoline. This production is a highly…
Klíčová slova
metrohm, metrohmnirs, nirsoctane, octaneprocess, processreal, realcatalytic, catalyticreforming, reformingxds, xdsnaphtha, naphthainline, inlineanalyzers, analyzersastm, astmupsets, upsetsshelter, sheltermicrobundle
Inline moisture analysis in fluid bed dryers by near-infrared spectroscopy
AN-PAN-1050 Inline moisture analysis in fluid bed dryers by near-infrared spectroscopy Summary In the pharmaceutical industry, the fluid bed granulator/dryer is an integral point in the manufacture of powdered materials. Residual moisture must be kept within certain specifications to avoid…
Klíčová slova
metrohm, metrohmprocess, processwelded, weldedmoisture, moistureinteractance, interactanceslurries, slurriesnirs, nirsprobe, probegranules, granulescompression, compressionflange, flangeextrusio, extrusiopressurecontrolled, pressurecontrolledtemperatureand, temperatureandfitting
Další projekty
GCMS
LCMS
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.