Produktion des Wirkstoffes

In der ersten Produktionsstufe wird der Mikroorganismus als Produktionsstamm im Labor hergestellt. Von Anfang an werden die besten Zuchtkolonien des Mikroorganismus ausgewählt und für mehrere Tage wachsen gelassen. Zuerst wird es in den Reagenzgläsern, weiter in Laborschalen und dann in Erlenmeyer-Kolben kultiviert, jeweils in einer streng sterilen Umgebung. Dann wird der gewählte und bestgewachsene Mikroorganismus für ein paar Tage in die Impf-Fermenter übertragen, wo es in die geforderten Maße wächst. Anschließend wird der Inhalt des Impf-Fermenters in große Produktions-Fermenter steril umgepumpt.

Der eigene Verlauf der Fermentation des Mikroorganismus Talaromyces purpurogenus ist ein Geschäftsgeheimnis, das patentiert ist. Es handelt sich jedoch um ein kompliziertes biotechnologisches Herstellungsverfahren, bei dem der Mikroorganismus Talaromyces purpurogenus innerhalb weniger Tage im Fermenter zu eine Art der mikroskopischen Wasserpilze umgewandelt wird. Der Mikroorganismus ist sehr empfindlich, für sein Wachstum benötigt er spezifische Bedingungen wie konstante Temperatur und pH-Wert, ausreichende Nährstoffe, Tankdruck und ausreichende Menge an Sauerstoff, der gleichmäßig zugeführt und verteilt werden muss. Der Fermentationsprozess ist sehr anspruchsvoll, und jede Unterbrechung des Prozesses in diesem Stadium des Produktionszyklus kann zur Degradation des Wachstums und damit zum erfolglosen Ende der teuren Fermentation führen. Aus diesem Grund wird der gesamte Fermentationsprozess durch ein technologisches Managementsystem gesteuert und überwacht, das alle gemessenen Werte während der Produktion jede Sekunde überwacht und aufzeichnet. Während des gesamten Fermentationsprozesses wird eine sterile Umgebung verwendet, um eine Kontamination des Mikroorganismus und die Entwertung des resultierenden Produkts zu vermeiden.

Nachdem der Fermentationsteil vervollständigt wurde, wird das resultierende Produkt auf mehreren Filtrationssystemen filtriert. In der ersten Filtrationsphase durchläuft das Produkt eine Filterpresse, die den größten Teil des wachsenden Mikroorganismus trennt - die Abfallbiomasse vom Produktionsteil. Dies wird anschließend in einer Hochgeschwindigkeitszentrifuge zentrifugiert, um den verbleibenden Teil der Biomasse abzutrennen. Die andere Phase ist die Membranmikrofiltration, die dazu dient, mikroskopische Partikel einzufangen. Dann wird die letzte Phase der Produktfiltration - die Nanofiltration - durchgeführt. Es trennt niedrigmolekulare Substanzen wie Wasser und einfache Salze unter hohem Druck und führt zu einer sehr geringen Menge des resultierenden Produkts in flüssiger Form.

In Fermentationstanks wächst das Produkt in Mengen von mehreren tausend Litern, nach der Fermentation und anschließender Filtration konzentriert sich das Produkt und die Ausbeute beträgt nur wenige Liter.

Die letzte Stufe der Produktion ist das Trocknen, das in einem Sprühtrockner bei hoher Temperatur stattfindet. Der Stoff wird durch eine Hochgeschwindigkeitsvorrichtung und die Sprühvorrichtung in den auf 150 bis 250 ° C erhitzten Tank gedrückt. Das Ergebnis ist das Endprodukt - ein dunkelrotes Pulver mit den geforderten Eigenschaften und der Qualität, der Wirkstoff BIOCOL. Insgesamt ist die Herstellung des Wirkstoffes sehr energieintensiv, technologisch und zeitaufwendig. Es ist jedoch umweltfreundlich und fast ohne Abfall. Das überschüssige Abfallmyzel liefern Chitosan und Glucosamin, die weiter verarbeitet werden. Der Rest der Abfälle wird in der Landwirtschaft als wirksamer Dünger verwendet.

Beschreibung der einzelnen Produktionsteile:

Fermenter sind große Edelstahltanks mit Mischvorrichtungen und Doppelmantel zum Heizen oder Kühlen. Die Fermentationstanks sind mit Sensoren ausgestattet, die den gesamten Produktionsprozess verfolgen. Werte wie Temperatur, pH, Mischgeschwindigkeit, Sauerstoffmenge und Druck werden überprüft. Alles wird durch ein technologisches Managementsystem gesteuert und kontrolliert, das spezielle Anwendungen der Computertechnologie verwendet. Die Fermentationstanks haben mehrere Eingänge, nämlich den Zu- und Abfluss von Luft, Heißdampf, Einlaufnährmedium und Ausgangsprodukt. Die Tanks und einzelne Ein- und Ausgänge werden vor der Fermentation mit Heißdampf bei 130 ° C sterilisiert, um eine Kontamination und damit eine Produktentwertung zu vermeiden.

Die Filterpresse, auch Filtrationspresse genannt, ist eine Vorrichtung zur Abtrennung von festen Teilen (Biomasse) aus der Fermentationslösung, die während der Fermentation entstehen und im nächsten Teil des Produktionsprozesses im Bioreaktor unerwünscht sind. Die Filterpresse arbeitet nach dem Prinzip der Filtration - sie fängt Feststoffe aus der gefilterten Lösung auf Filtertüchern. Diese sind auf den Filterplatten montiert, zwischen denen sich eine Kammer befindet, in der ein sogenannter Filterkuchen aus dem aufgefangenen Feststoff gebildet wird. Die Filterpresse wird zum Beispiel üblicherweise in der Weinindustrie oder Kläranlagen verwendet.

Die Zentrifuge wird zum Trennen der Feststoffpartikeln, dh. Fragmente der Biomasse, die nicht die Filterpresse auffängt, von der Flüssigkeit, dem sog. Fermentationsmedium mit dem Produkt verwendet, und zwar unter Verwendung eines monolithischen Beckens. Während der zentrifugalen Dekantierens trägt die Zentrifugalkraft zur Beschleunigung des Gravitations-Sedimentationsprozesses bei, bei dem sich die Phase höherer Dichte ansetzt. Bei der Anwendung des Dekantierens auf die Trennung der festen Teile der Flüssigkeit schieben sich die festen Teile radikal über die Flüssigkeit und sammeln sich an den Wänden des festen Beckens an, von wo sie in den Zeitintervallen durch die Druckluft in den Sammelbehälter „weggeschossen“ werden.

Die Mikrofiltration ist ein Gerät, das unter einem gewissen Druck durch Filtermembranen feste Partikel mit der Größe von  0,01-10μm trennt. Die Mikrofiltration reinigt das Produkt ab einer Partikelgröße von Bakterien. Dieses Gerät ist in der Lebensmittel-, Pharmaindustrie und Metallurgie üblicherweise verwendet. Oft wird es als Vorbehandlung für die Nanofiltration eingesetzt.

Die Nanofiltration ist eine der neuesten Filtertechnologie. Nanofiltrationsmembranen trennen unter Druck kaum erkennbare Porengröße von 300 Dalton. Die Größe der getrennten Stoffe wird eher in Einheiten des Molekulargewichts, als in Längeneinheiten angegeben. In dieser Phase wird das Produkt auf eine Dichte konzentriert, die für den nächsten Schritt des Trocknens des Produkts geeignet ist.

Der Sprühtrockner ist eine Vorrichtung, die vom dem versprühten Medium bei hohen Umdrehungen des Atomizers und bei hoher Temperatur in der Trockenkammer das Produkt schneller trocknen kann, wenn es an die Wand des Sammelbeckens fällt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Dosierung des Produkts im Trockner verläuft bei 18.000 Umdrehungen pro Minute und bei eine Temperatur von 150-250 ºC.