Op "In feite hebben we een zeer kleine fabriek gebouwd", legt Niels Kruize, verantwoordelijk voor Business Development bij Synchron Lab Automation, uit. "Onlangs heeft een van onze klanten een onbetaalbaar statement gemaakt. Hij zei: "Het is zo mooi en toch zo eenvoudig, ik begrijp niet waarom het niet eerder is uitgevonden."
Het proces dat op de machine draait, wordt in de landbouwindustrie gebruikt voor de plantenkweek. Daarbij wordt DNA geëxtraheerd uit geplet plantaardig materiaal. Componenten van Festo nemen in alle fasen beslissende functies op zich. Het uitgangspunt van het proces is een microiterplaat-magazijn dat tot 400 platen kan bevatten – 200 per plaat voor in- en output. Bert Baas, Key Account Manager bij Festo legt uit: "Dit is een perfect voorbeeld van een combinatie van industrie- en laboratoriumautomatisering." De hardware van de machine is onderverdeeld in functies, die elk zo eenvoudig en efficiënt mogelijk zijn ontworpen. De kleine fabriek is uitgerust met seriële in plaats van parallelle aandrijvingen. De platen worden voortdurend verplaatst en gepositioneerd in de pipetteer-, spoel- en wasstations.
De ontwikkelaars van Synchron werden vanaf het begin intensief ondersteund door Festo. Bert Baas meldt: "Onze automatiseringsdeskundigen hebben ons tijdens de gehele ontwikkeling van de extractie-installatie geholpen. Ze stelden bijvoorbeeld voor om de nieuwe CPX-E-eenheid te gebruiken om echte toegevoegde waarde te creëren. Ze gebruikten de eenheid in dit project al voordat het op de markt verkrijgbaar was."
De extractiemachine draait acht uur lang in continu bedrijf en kan ook 24 uur lang zonder problemen worden gebruikt als de vraag toeneemt. De capaciteit ervan is al acht keer zo groot als die van andere alternatieven die momenteel op de markt beschikbaar zijn.
Aan het begin van het proces scant de barcodelezer SBSI alle microtiterplaten. Elektrische assen EGC in combinatie met een zwenkaandrijving DRRD en een grijper DHPS pakken de microtiterplaten op en plaatsen ze op houders. Deze bewegen op een transportsysteem door de verschillende stations.
Om het DNA te scheiden van het andere materiaal worden metalen microbolletjes toegevoegd. Het DNA hecht zich aan de microbolletjes terwijl de rest van het materiaal in de microtiterplaten drijft. Bij verschillende wasstations wordt vloeistof aan de microtiterplaten toegevoegd en vervolgens weer opgezogen. Hiervoor wordt de pipetteerkop met een elektrische EGSC-slede neergelaten. Na het spoelen blijft er schoon DNA achter in de microtiterplaat. Via het transportsysteem wordt dit naar de laatste bewerkingsstap geleid: DNA-extractie.
De handling van de pipetteerkop voor DNA-extractie gebeurt met elektrische assen van het type EGC, in combinatie met een elektrisch EGSL-slede. Elke plaat heeft 96 monsters. Het extractieproces duurt in totaal twintig minuten. Om de 2,5 minuten wordt een nieuwe plaat gestart.
De machine is serieel en modulair opgebouwd en heeft vrijwel geen schakelvertragingen. CPX-E en VTUG-ventieleilanden met IO-Link® worden gebruikt om het systeem aan te sturen. CPX-E is ontwikkeld als een remote I/O-systeem of PLC met EtherCAT-mastercontroller en motion-controller, om een eenvoudige combinatie van de stuureenheid met de elektrische aandrijvingen te garanderen.
Derk Wilten, eigenaar en Managing Director van Synchron Lab Automation, legt uit hoe de samenwerking met Festo tot stand is gekomen: "Vroeger concentreerden we ons alleen op het concept van een oplossing en lieten we de oplossing vervolgens door een partner ontwikkelen. Dit komt omdat we van oorsprong een softwarebedrijf zijn. Toen Niels Kruize bij het bedrijf kwam, vertelde hij ons dat we zelf kant-en-klare oplossingen moesten ontwikkelen. Daar was hij vast van overtuigd. Niels Kruize is verantwoordelijk voor de Business Development bij Synchron Lab Automation. Hij had eerder in Engeland gewerkt, waar hij nauw met Festo had samengewerkt. Op basis van zijn positieve ervaringen stelde hij voor om ons eerste 'eigen product' te implementeren met behulp van technische kennis en componenten van Festo."
Niels Kruize legt uit: "Festo is een toonaangevende onderneming met een wereldwijd netwerk van leveranciers van componenten en een wereldwijde service en support. De experts van Festo hielpen ons met het ontwerp en deelden hun kennis met ons. Van grote waarde was dat ze verschillende markten kennen en daar opereren. Synchron leven het aan klanten in de hele wereld. Daarom werken we graag samen met een partner die in Duitsland net zo snel onderdelen kan leveren als in Singapore. Derk Wilton was snel overtuigd: "Festo gebruikt precies dezelfde werkwijze als wij. Het is erg geruststellend om samen te werken met een partner die in het project gelooft."
Niels Kruize is blij dat zijn vertrouwen in de samenwerking is bevestigd. "Dit biedt ons een enorme toegevoegde waarde. De samenwerking is een echt partnerschap voor beide partijen. Dit project is een volledig nieuwe uitdaging voor beide ondernemingen – en ook de communicatietechnologie is nieuw voor ons. We leren van elkaar en kijken naar de toekomst om te zien wat de volgende stap zal zijn." Bert Baas: "We bespreken nieuwe technologieën met Synchron en anticiperen op de mogelijkheden die ze te bieden hebben. Dat geeft Festo nieuwe impulsen."
Synchron ontwikkelt al sinds 1985 oplossingen voor de automatisering van laboratoria en is gespecialiseerd in de geautomatiseerde verwerking van vloeistoffen, buisjes en platen. In de afgelopen jaren heeft Synchron het de-novo design en de bouw van speciale geautomatiseerde platforms voor de Agbio-industrie aan haar portfolio toegevoegd. Dit zijn onder andere SeedPicking, ontkieming, SeedHealth-Tests en DNA-reinigingssystemen. Het softwareplatform Experimate™ van Synchron biedt een gebruiksvriendelijke interface en bestuurt alle systemen en aangesloten modules van Synchron – van de LIMS-verbinding tot de geautomatiseerde werkplek.