Yn amrywio o broteinau amgen a chynhwysion sy’n deillio o eplesu i drosi ffrydiau gwastraff organig yn ddeunyddiau gwerthfawr, mae datblygiadau ym maes biotechnoleg ddiwydiannol yn agor y drws i bosibiliadau newydd ar gyfer cynhyrchu bwyd, tanwydd, a chynhwysion gweithredol.
Serch hynny, mae symud o fwrdd y labordy i broses gynhyrchu ddibynadwy’n gam technegol mawr i lawer o gwmnïau. Yn aml, mae darganfyddiadau’n dechrau mewn systemau arbrofol ar raddfa fach, ond mae angen eu datblygu’n bellach mewn amodau sydd nes at gynhyrchu diwydiannol er mwyn trosi’r canlyniadau hyn yn brosesau sy’n gallu cael eu huwchraddio ac sy’n barod i’r farchnad. Dyma'r lle mae cyfleusterau ymchwil a datblygu ar raddfa beilot yn chwarae rhan bwysig yn y broses.
Mae eplesu a biotechnoleg ficrobaidd yn denu mwyfwy o sylw mewn sawl maes arloesi. Yn y sectorau technoleg fwyd a bwyd-amaeth, defnyddir eplesu er mwyn creu mathau newydd o broteinau, lipidau, a chynhyrchion gweithredol. Mae’r technolegau hyn yn helpu cwmnïau i arbrofi ar ddulliau mwy cynaliadwy i ateb y galw byd-eang am brotein wrth hefyd alluogi datblygu blasau, gweadau, a phroffiliau maethol newydd.
Y tu hwnt i dechnoleg fwyd, defnyddir prosesau microbaidd mewn meysydd fel cynhyrchu ensymau, bioddeunyddiau, cemegion arbenigol a thanwydd adnewyddadwy.
Gellir defnyddio micro-organebau i greu moleciwlau cymhleth y byddai eu cynhyrchu fel arall drwy ddulliau cemegol mwy arferol yn anoddach neu’n defnyddio llawer o adnoddau.
Yn ogystal â’r rhain, mae mwy o ddiddordeb yn y fio-economi gylchol, lle y defnyddir prosesau biolegol er mwyn trosi gweddillion amaeth, sgil-gynhyrchion prosesu bwyd a deunyddiau organig eraill yn gynhyrchion defnyddiol neu’n ffynonellau ynni.
Yn ArloesiAber, mae’r duedd ehangach hon yn y diwydiant yn cael ei hadlewyrchu yn y cynnydd a welir yn yr ymholiadau a’r prosiectau sy’n canolbwyntio ar uwchraddio eplesu a datblygu prosesau microbaidd.
Wrth dyfu prosesau, gall sawl ffactor effeithio ar eu perfformiad, gan gynnwys:
Drwy gael defnyddio offer bioprosesu ar raddfa beilot, mae timoedd ymchwil a datblygu sy’n gweithio ym meysydd biotechnoleg neu dechnoleg fwyd yn gallu gweithio gyda’r newidynnau hyn mewn cyd-destun mwy realistig. Gall arbrofion ar raddfa beilot helpu i wella amodau gweithredu, adnabod tagfeydd posibl, a chreu’r data sydd eu hangen ar gyfer buddsoddiadau pellach neu i roi’r technegau ar waith yn y diwydiant.
Fel rheol, mae cyfleusterau ar raddfa beilot yn integreiddio amrywiaeth o dechnolegau sy’n cynorthwyo â’r eplesu’n gynharach yn y broses a’r prosesu wedyn.
Craidd llawer o brosesau cynhyrchu sy’n defnyddio microbau yw bioadweithyddion. Mae bioadweithyddion ac eplesyddion ar raddfa beilot yn galluogi ymchwilwyr a chwmnïau i archwilio ymddygiad micro-organebau dan nifer o wahanol amodau, gan gynnwys amrywio tymheredd, awyriad, ysgydwad, a chyflenwad maetholion.
Defnyddir y systemau hyn yn aml wrth ddatblygu prosesau ar gyfer proteinau amgen, cynhyrchu biomas yn ficrobaidd, cynhwysion sy’n deillio o eplesu, a chymwysiadau diwydiannol biotechnoleg.
Defnyddir technolegau homogeneiddio yn ystod camau prosesu lle mae angen amharu ar gelloedd neu os yw’n bwysig sicrhau bod maint y gronynnau a gwead y cynnyrch yn gyson. Mewn cynhyrchu sy’n seiliedig ar eplesu, gall homogeneiddio helpu i amharu ar gelloedd, fformiwleiddio cynhwysion, a datblygu emylsiynau sefydlog, yn enwedig wrth greu bwyd a chynhwysion.
Mae gan allgyrchu swyddogaeth bwysig wrth ddidoli solidau oddi wrth hylifau, sy’n galluogi adennill biomas microbaidd neu loywi hylifau eplesu cyn iddynt gael eu prosesu’n bellach. Fel arfer mae didoli’n effeithlon yn gam hanfodol wrth drosi o ymchwil labordy i gynhyrchu ar raddfa fwy.
Yn ogystal ag Allgyrchu, defnyddir systemau hidlo drwy bilen er mwyn galluogi crynodi a phuro hylifau eplesu, sy’n helpu i fireinio’r camau prosesu a wneir yn ddiweddarach yn y broses.
Gall sefydlu cyfleusterau penodol ar gyfer gwaith datblygu peilot fod yn ddrud o ran arian ac amser i lawer o gwmnïau a sefydliadau arloesol sy’n dechrau tyfu. Felly, mae rhannu offer adnoddau ymchwil yn gallu bod yn bwysig i gwmnïau drwy ddarparu modd iddynt gael manteisio ar isadeiledd arbenigol wrth ddefnyddio’u hadnoddau er mwyn blaenoriaethu datblygu technoleg.
Mae cyfleusterau megis ArloesiAber yn darparu lleoliad i gwmnïau, ymchwilwyr IBERS ym Mhrifysgol Aberystwyth, a thimau technegol ymchwilio i fioprosesau newydd gan ddefnyddio eplesu ar raddfa beilot, beioadweithyddio1n, ac offer prosesu pellach. Gall y math hwn o isadeiledd cydweithredol helpu cwmnïau a sefydliadau i gynhyrchu data technegol, gwerthuso perfformiad prosesau a darparu technolegau i’w datblygu ar raddfa fwy byth.
Disgwylir y bydd arloesi biolegol yn chwarae rhan fwyfwy pwysig wrth newid i systemau cynhyrchu mwy cynaliadwy.
Bydd y gallu i arbrofi, optimeiddio, a gwirio prosesau y tu hwnt i’r labordy yn parhau i fod yn gam allweddol ar gyfer dod â thechnolegau newydd yn agosach at y farchnad - gall cwmnïau fanteisio ar ein cyfleusterau mewn sawl ffordd, yn amrywio o weithredu prosiectau ymchwil cydweithredol i gomisiynu gwasanaethau ymchwil a datblygu. Bydd hwn yn galluogi timau technegol i ddefnyddio isadeiledd arbenigol, drwy ddarparu un llwybr i arloeswyr ar gyfer archwilio sut y gall prosesau biolegol addawol ddatblygu i gynnig atebion ymarferol ym meysydd bwyd, tanwydd, a chynhyrchion biolegol eraill.