Optimierte Bedinungen für die Kultivierung von Mikroogranismen
Damit Mikroorganismen wie Bakterien, Algen und Hefen ideal wachsen und um eine hohe Biomasse zu erreichen, müssen im Reaktor exakt auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Umgebungsbedingungen hergestellt werden. Dies erfordert das Messen, Erfassen und Regeln von vielen Größen.
Neben der Temperatur und dem pH-Wert spielen die Nährstoffversorgung sowie eine exakte Begasung von Luft, Sauerstoff sowie weiteren Gasen eine zentrale Rolle. Hierfür stellt Festo Komponenten und Lösungen aus den Bereichen Gas Handling, Liquid Handling und der Steuerungstechnik (Control) zur Verfügung sowie Lösungen bis zum einbaufertigen Schaltschrank.
Bioreaktor:
Highlight-Produkte und ihre Funktion
Hier zeigen wir einen Edelstahlbioreaktor, wie er in der industriellen Biotechnologie häufig eingesetzt wird.
Gas Handling: präzise Durchflussregelung
Zur Dosierung der Gase werden die Massendurchflussregler VEMD verwendet. Neben Luft werden auch Stickstoff, CO2 und insbesondere Sauerstoff eingesetzt.
Liquid Handling: exakte Dosierung durch Überdruck
Zur Dosierung der flüssigen Medien im Reaktor wird über das Proportional-Druckregelventil VEAB das Pressure-Over-Liquid-Verfahren angewendet. Dabei wird mit dem Ventil ein Vordruck auf einen Medienbehälter gegeben. Durch den Überdruck gelangt das Medium in den Reaktor.
Das mediengetrennte Magnetventil VYKA kontrolliert selbst kleinste Mengen hochpräzise und eignet sich auch für aggressive Stoffe wie Laugen, Säuren und andere Chemikalien.
Zur Temperierung des Reaktors wird das FDA-konforme Kugelhahnventil VZBD eingesetzt, das vom Schwenkantrieb DFPD und dem Positionierer CMSX eingestellt wird.
Control: automatisierte Regelung aller Parameter
Die Steuerung CPX-E steuert die Komponenten im Reaktor und regelt damit automatisiert pH-Wert, Temperatur und weitere Einflussfaktoren für das Wachstum der Mikroorganismen. Eine Anbindung an ein Leitsystem mittels MTP-Standard ist möglich.
Auf dem Bedienbildschirm CDPX wird das passende Dashboard dargestellt, um den Bioreaktor per Touchscreen zu bedienen.
Algenreaktor:
Highlight-Produkte und ihre Funktion
Für das Wachsen von Algen ist die Photosynthese ein zentraler Stoffwechselweg. Dabei wird CO2 in Zucker umgewandelt und Sauerstoff freigesetzt. Die beiden 6 Liter Flat-Panel-Airlift-Photobioreaktor (FPA) von Subitec ermöglichen die produktive Kultivierung von Mikroalgen durch die optimale Nutzung von Licht-, CO2 und Nährstoffen.
Gas Handling: zwei Konzepte zur Begasung
Die Applikation zeigt zwei Wege der kontrollierten Begasung: Einerseits wird mit jeweils einem Massendurchflussregler VEMD für Luft und CO2 genau die richtige Menge in den Reaktor gefördert.
Andererseits wird die Begasung mit dem Druckregler VEAA in Verbindung mit dem Durchflusssensor SFAH kontrolliert. Dieser misst die tatsächliche Menge an CO2 und Luft.
Liquid Handling: lebensmittelechte Ventiltechnik
Das pneumatisch angetriebene lebensmittelechte Quetschventil VZQA wird für das Befüllen und Entleeren des Reaktors oder zur Probenentnahme eingesetzt.
Control: Produktneuheit im Einsatz
Angesteuert werden diese Ventile mit der neuen Ventilinsel VTUX. Die CPX-E sorgt für die Steuerung und Regelung der Komponenten im Reaktor und regelt damit automatisiert pH-Wert, Temperatur, Begasung und Licht.
Always the right solution
In addition to individual components, Festo also offers customised system solutions for bioreactors. Certain components were selected for the development of customised automation solutions, for example in the form of complete control cabinets. Customised software can also be created, from the control system to the cloud. The seamless integration of the systems and the ability to analyse data in real time enable efficient and transparent process control.
Learning reactor: modular system for biomechatronics engineers
In addition to the development of new job profiles, Festo has designed a modular training concept for prospective biomechatronics engineers that can be used to impart knowledge, especially technical fundamentals. The system consists of training software and various training hardware components housed in a modular carrier system.