Vzhledem k tomu, že se biovýroba, fermentace potravin, biofarmaceutická výroba a související průmyslová odvětví neustále posouvají směrem k větším-a automatizovanějším operacím, stávají se systémy integrované fermentace stále důležitější. Na rozdíl od samostatných fermentorů mohou kompletní produkční systémy integrovat manipulaci se surovým -materiálem, přípravu kultivačního- média, sterilizaci, očkování, fermentaci, krmení, monitorování procesu a následné operace do koordinované výrobní platformy.
Vysoká integrace systému je jednou z definujících charakteristik kompletního fermentačního výrobního systému. Více funkčních jednotek je propojeno prostřednictvím procesního potrubí, ventilů, instrumentace a automatizovaných řídicích systémů, což umožňuje provoz jednotlivých stupňů v rámci jednotného pracovního postupu. Správná integrace systému může snížit zbytečná rozhraní mezi samostatnými částmi zařízení a zlepšit koordinaci v celém výrobním procesu.
Vysoká úroveň automatizace je další důležitou vlastností moderních fermentačních systémů. Senzory mohou nepřetržitě monitorovat parametry, jako je teplota, pH, rozpuštěný kyslík, tlak a hladina kapaliny. Řídicí systém pak může regulovat míchání, provzdušňování, ohřev, chlazení a podávání živin podle předem definovaných podmínek procesu. To snižuje závislost na ručním zásahu a pomáhá zlepšit konzistenci provozu.
Během výroby hraje efektivní řízení procesu ústřední roli ve výkonu fermentace. Integrované systémy mohou využívat různé strategie řízení pro různé fáze výrobního cyklu. Procesní data-v reálném čase lze použít k úpravě provozních parametrů a udržení kultivačního prostředí v požadovaném rozsahu. Tento dynamický přístup umožňuje systému efektivněji reagovat na změny spojené s mikrobiálním růstem a metabolismem.
Důležitými vlastnostmi jsou také modulární design a flexibilita procesu. V závislosti na produktu, biologickém systému a výrobním měřítku lze vybrat různé konfigurace pro přípravu média, fermentační kapacitu, způsoby krmení, provzdušňování a následné zpracování. Modulární architektura může také zjednodušit instalaci, rozšiřování, údržbu a budoucí upgrady systému.
Integrované fermentační systémy obvykle kladou velký důraz na hygienický design a čistitelnost. Nádoby, potrubí a související součásti musí být navrženy podle požadavků na čištění a sterilizaci konkrétního procesu. Vhodný design může minimalizovat oblasti, kde se mohou hromadit zbytky procesu, a pomoci snížit rizika kontaminace během výroby.
Možnosti správy dat jsou v moderní fermentační výrobě stále důležitější. Sběr dat, záznam a analýza umožňují výrobcům sledovat výkonnost procesu a poskytovat užitečné informace pro optimalizaci procesů, údržbu zařízení a řízení výroby. Pokročilejší systémy lze také propojit s širšími platformami pro řízení výroby a podpořit tak digitalizované výrobní pracovní postupy.
Celkově se integrované fermentační výrobní systémy vyznačují vysokou systémovou integrací, rozsáhlou automatizací, efektivním řízením procesu, flexibilní konfigurací, efektivním čištěním a údržbou a rostoucími digitálními schopnostmi. Jak se inteligentní výroba a digitální technologie neustále rozvíjejí, očekává se, že fermentační výrobní zařízení bude stále inteligentnější, přesnější a efektivnější a bude poskytovat silnější technickou podporu pro moderní fermentační průmysl.
