FGA发酵尾气分析系统｜内置预处理，实时在线尾气分析，同步计算代谢参数，适配实验室及工业发酵罐

FGA发酵尾气分析系统｜内置预处理，实时在线尾气分析，同步计算CER/OUR/RQ，适配实验室及工业发酵罐

☛ 创新设计：解决高湿尾气检测难题

采用专利技术设计，将尾气预处理单元完全置于设备内部，无需外接过滤除湿装置，有效解决发酵尾气100%湿度环境下传感器漂移与失效的问题，支持长期连续在线运行，真正实现“免维护”。

☛ 核心优势

· 高度集成一体化：集尾气采集、预处理、检测、显示与通讯于一体，节省安装空间，简化管路布局，降低染菌风险

· 完整代谢分析体系：实时在线检测 CO₂与 O₂ 浓度，同步计算代谢参数CER、OUR和RQ，实现发酵过程软测量。

· 独立检测通道构架：一罐一系统，避免多路切换导致的信号延迟、数据失真及交叉污染风险。

· 标准接口兼容：提供通用软硬件接口，可无缝对接各类发酵罐控制系统。

· 全场景机型覆盖：从实验室（3L）到工业级（600T）发酵罐，提供标准型（FGA-2A/3A）、控制系统配套型（FGA-2B）、特殊工艺专用型（FWQ-2）等系列机型，支持纯氧、混合氧等发酵工艺定制，提供多种机型以适应不同的发酵工艺及环境需求，

· 专业科研支撑：由山东省科学院生物研究所自主研发，依托四十多年发酵过程检测控制研究经验，提供持续技术支持。

☛ 系统概述

在现代发酵工程研究中，如何无损、连续地获取微生物代谢状态？传统侵入式传感器（如 pH、DO）虽能监测理化参数，但无法直接反映细胞呼吸活性。

尾气分析作为一种非侵入式在线监测技术，通过分析发酵罐排气中的 O₂与 CO₂，可实时解析关键代谢参数CER/OUR/RQ，为工艺优化、异常预警与放大研究提供数据基础。其优势在于：

· 不改变发酵罐结构

· 不干扰生产过程

· 无染菌引入风险

· 适用于新建及现有工业发酵系统

尾气分析的最大难点在于发酵排出的尾气含100%水蒸气，且夹杂粘液/颗粒。在如此高湿环境下，传感器漂移与失效问题无法避免，不能长期在线稳定运行，故一般需再配置尾气过滤除湿等设备进行预处理，且需定期维护更换。

FGA发酵尾气分析系统，通过内置预处理技术，有效克服高湿高粘尾气对传感器的影响，确保在各类发酵场景下长期连续稳定运行，真正实现“免维护”操作。

☛ 系统组成：

FGA 发酵尾气分析系统由以下四部分构成：

• FGA 系列尾气分析仪（如 FGA-3A、FWQ-2）：完成现场尾气采集、预处理、O₂/CO₂检测与本地显示

• 通讯转换器：实现数据转换传输

• 计算机终端：数据处理与存储平台

• FGASYS 专用分析软件数据管理、趋势分析与代谢参数计算

☛ FGASYS 专用分析软件

由山东省科学院生物研究所自主研发，专为FGA系列发酵尾气分析系统配套设计。支持：

• 实时采集显示存储CO₂与O₂数据

• 趋势曲线分析与历史曲线回溯

• 同步计算CER、OUR、RQ等参数

• 导出数据报告

☛ 系统集成与开放性

FGA发酵尾气分析系统采用开放式架构设计，可便捷地与现有各类发酵控制系统相融合：

• 硬件接口：支持COM串口、USB口、网口及4-20mA

• 通讯协议：支持MODBUS-RTU/TCP，DDE及OPC等通讯协议，可与各类发酵设备实现数据交换

• 定制服务：可根据用户需求提供定制化开发

☛ 产品系列

FGA发酵尾气分析系统历经持续迭代，功能、稳定性不断提升，前端与各类发酵罐适配后端与控制系统连接更加完善，已形成完整的产品系列，为发酵行业提供更全面的尾气分析解决方案。

☛ 适用场景

应用领域：微生物发酵、动/植物细胞培养，涵盖发酵、制药、化工、食品、农业、能源及环保等领域 

适配规模：从3升实验室小罐到600吨工业大罐，满足科研、中试及规模化生产的不同需求。

☛ 典型应用价值

• 实时识别代谢拐点及发酵阶段，掌控发酵进程

• 优化通气量、搅拌转速及流加策略，基于代谢需求供氧供料，提升发酵效率及产率

• 准确把控移种及放罐时间，改变经验式粗放工艺，实现基于数据的标准化操作

• 确定工程菌诱导时机，提高诱导效率与蛋白表达量；

• 辅助工艺放大，提供关键代谢数据支撑，加快从实验室到工业化进程；

• 早期预警染菌或代谢异常，保障生产稳定；

• 支持批次一致性分析、发酵动力学建模与代谢流研究，

• 质量守恒计算，为工艺优化提供数据支撑。

☛ 技术参数

☛ 应用单位（部分）

已在以下高校、科研院所及企业部署应用：

• 高校：华东理工大学、华南理工大学、北京理工大学、南开大学、山东大学、江南大学、安徽大学、重庆大学、广东医科大学等；

• 科研机构：国家粮科院、中石化北京/抚顺研究院、山东省药物研究院等；

• 企业：华北制药、丽珠集团、齐鲁制药、联邦制药、中粮生化、神舟生物、法国罗盖特（中国）、量子高科等；

☛行业趋势：随着生物制造智能化水平提升，集成化、免维护的尾气分析系统正成为先进发酵过程控制的关键组成部分。