CDMO发酵过程中尾气监测的重要意义

  在CDMO（Contract Development and Manufacturing Organization，合同研发生产组织）过程中，发酵尾气检测是一个至关重要的环节。它直接关系到发酵过程的监控、优化以及产品的质量和产量。以下是对CDMO过程中发酵尾气检测的详细阐述：

一、发酵尾气检测的重要性

1. 反映发酵过程状态：通过监测尾气中的CO₂和O₂浓度，可以了解微生物的代谢状况和活性，进而评估发酵过程的稳定性和效率。CO₂是酒精发酵过程中的主要化学产物，也是细胞呼吸和分解代谢的终产物；而O₂对于需氧微生物的生长和代谢至关重要。

2. 优化工艺参数：实时监测尾气中的CO₂和O₂浓度，可以获取发酵过程重要的呼吸代谢参数，如CO₂释放速率（CER）、摄氧率（OUR）、呼吸商（RQ）等。这些参数为操作人员提供了优化工艺参数的依据，从而提高发酵效率。

3. 提高产品质量与产量：通过精确控制生物发酵过程中的关键参数，如氧气和二氧化碳浓度，发酵尾气分析仪可以帮助操作人员优化发酵条件，从而提高产品的质量与产量。

4. 降低能耗与资源消耗：实时监测发酵尾气参数，可以及时发现能效问题，帮助操作人员调整工艺参数，降低能耗与资源消耗，实现生物发酵行业的可持续发展。

二、发酵尾气检测的方法

1. 发酵尾气分析仪：使用发酵尾气分析仪，如上FG010、FG021系列等，这些仪器能够在线监测尾气中的CO₂、O₂、CH4、H2S等气体浓度。这些仪器通常采用高精度、快速响应的传感器，如CO₂ NDIR不分光红外分析法和O₂氧化锆氧气传感器，以确保测量结果的准确性和实时性。

2. 气体预处理：由于NDIR不分光红外光谱、电化学原理传感器等测量CO₂及O₂时受H₂O份的影响非常大，因此配备有专业的气体预处理装置进行了气体预处理，以便对所测试气体进行精确分析。预处理装置通常包括电子冷凝器（用于样气脱水）、蠕动泵（用于自动排水）、颗粒过滤器（用于过滤样气中大于0.1微米的颗粒）等组件。

3. 多通道设置：为了大限度地保证操作的便利性，一些先进的发酵尾气分析仪配备有可同时连接多个发酵罐的多通道设置模块。这样，操作人员可以同时对多个发酵罐的尾气进行监测和分析。

三、发酵尾气检测的应用

  在CDMO过程中，发酵尾气检测被广泛应用于生物制药、酶制剂、食品发酵等行业。通过实时监测尾气参数，操作人员可以及时了解发酵过程的状态和趋势，从而采取相应的措施进行调整和优化。例如，在生物制药行业中，通过监测尾气中的CO₂和O₂浓度，可以优化细胞培养条件，提高药物的产量和质量；在食品发酵行业中，通过监测尾气参数可以优化发酵工艺参数，提高食品的口感和营养价值。

综上所述，CDMO过程中的发酵尾气检测是一个不可或缺的环节。它对于反映发酵过程状态、优化工艺参数、提高产品质量与产量以及降低能耗与资源消耗都具有重要意义。因此，在CDMO过程中应重视发酵尾气检测工作，并选择合适的检测方法和仪器进行实时监测和分析。

四、发酵尾气分析仪的典型参数