Conditions optimisées pour la culture de microogranismes
Pour que les micro-organismes tels que les bactéries, les algues et les levures se développent de manière idéale et pour obtenir une biomasse élevée, il faut créer dans le réacteur des conditions environnementales adaptées avec précision à leurs besoins. Cela nécessite la mesure, la saisie et la régulation de nombreuses grandeurs.
Outre la température et le pH, l’alimentation en nutriments ainsi qu’une fumigation précise de l’air, de l’oxygène ainsi que d’autres gaz jouent un rôle central. Pour cela, Festo met à disposition des composants et des solutions dans les domaines de la manipulation des gaz, de la manipulation des liquides et de la technique de commande (Control), ainsi que des solutions allant jusqu’à l’armoire de commande prête à être installée.
Bioréacteur :
produits phares et leur fonction
Nous montrons ici un bioréacteur en acier inoxydable tel qu’il est souvent utilisé dans la biotechnologie industrielle.
Manipulation des gaz : régulation précise de débit
Les régulateurs de débit massique VEMD sont utilisés pour le dosage des gaz. Outre l’air, l’azote, le CO2 et notamment l’oxygène sont utilisés.
Manipulation des liquides : dosage exact par surpression
Le procédé Pressure-Over-Liquid est utilisé pour le dosage des fluides dans le réacteur via le réducteur de pression proportionnelle VEAB. Dans ce cas, une pression d’alimentation est appliquée à un réservoir de fluide à l’aide de la vanne. Grâce à la surpression, le fluide pénètre dans le réacteur.
L’électrodistributeur avec membrane de séparation VYKA contrôle avec une grande précision jusqu’aux plus petites quantités et convient également aux substances agressives comme les bases, les acides et autres produits chimiques.
Pour réguler la température du réacteur, on utilise la vanne à boisseau sphérique VZBD conforme aux normes FDA, qui est réglée par le vérin oscillant DFPD et le positionneur CMSX.
Control : régulation automatisée de tous les paramètres
La commande CPX-E contrôle les composants dans le réacteur et règle ainsi de manière automatisée le pH, la température et d’autres facteurs d’influence pour la croissance des micro-organismes. Il est possible de se connecter à un système de gestion au moyen du standard MTP.
L’écran de commande CDPX présente le tableau de bord approprié pour commander le bioréacteur via l’écran tactile.
Réacteur à algues :
produits phares et leur fonction
Pour la croissance des algues, la photosynthèse est une voie métabolique centrale. Dans ce cas, le CO2 est transformé en sucre et de l’oxygène est libéré.
Manipulation des gaz : deux concepts pour la fumigation
L’application montre deux façons de contrôler la fumigation : d’une part, un régulateur de débit massique VEMD pour l’air et le CO2 permet d’acheminer exactement la bonne quantité dans le réacteur.
D’autre part, la fumigation est contrôlée par le manodétendeur VEAA en combinaison avec le capteur de débit SFAH. Celui-ci mesure la quantité réelle de CO2 et d’air.
Manipulation des liquides : technique de vannes adaptée au contact alimentaire
La vanne à manchon VZQA de qualité alimentaire à commande pneumatique est utilisée pour le remplissage et la vidange du réacteur ou pour le prélèvement d’échantillons.
Control : un nouveau produit en action
Ces distributeurs sont commandés par le nouveau terminal de distributeurs VTUX. Le CPX-E assure la commande et la régulation des composants dans le réacteur et règle ainsi de manière automatisée le pH, la température, la fumigation et la lumière.
Toujours la bonne solution
Outre les composants individuels, Festo propose également des solutions système sur mesure pour les bioréacteurs. Des solutions d’automatisation adaptées sont alors développées à partir de quelques composants, par exemple sous la forme d’armoires de commande complètes. De plus, il est possible de créer un logiciel spécifique au client, de la commande au cloud. L’intégration transparente des systèmes et la possibilité d’analyser les données en temps réel permettent un contrôle efficace et transparent des processus.
La biologisation comme champ d’apprentissage
Festo ne relève pas seulement les nouveaux défis dans le domaine de la biologisation d’un point de vue technique. En tant que leader du marché de la formation professionnelle et continue, il a tient également compte des qualifications nécessaires à l’avenir.
Dans le domaine de sa propre formation professionnelle, Festo a donc mis en place, en collaboration avec la Chambre de commerce et d’industrie de la région de Stuttgart, la qualification supplémentaire « Protection du climat et développement durable ». Elle s’adresse à de nombreuses professions de formation. Un module « Automatisation de la transformation biologique » sera notamment proposé aux apprentis technico-industriels et commerciaux.
Festo en couvrira une partie dans son centre de formation et se lancera avec ses propres apprentis. Festo développe en outre un concept d’apprentissage modulaire pour les futurs biomécatroniciens, qui peut être utilisé pour transmettre des connaissances, surtout des bases techniques.
Il existe également des plans concrets dans l’enseignement supérieur. Actuellement, nous concevons avec l’université de Reutlingen une nouvelle filière d’études en biomécatronique, qui associe des contenus biologiques et techniques en se concentrant sur la cellule, la plus petite usine du monde. Le nouveau réacteur d’apprentissage doit également y être utilisé.
Réacteur d’apprentissage : système modulaire pour les biomécatroniciens
Outre le développement de nouveaux profils professionnels, Festo a conçu un concept d’apprentissage modulaire pour les futurs biomécatroniciens, qui peut être utilisé pour transmettre des connaissances, surtout des bases techniques. Le système se compose d’un logiciel d’apprentissage et de différents matériels d’apprentissage, qui sont placés dans un système de support modulaire.
Logiciel d’apprentissage : le logiciel d’apprentissage est un prototype basé sur la plateforme d’apprentissage éprouvée Festo LX, qui transmet les contenus de manière ludique et prépare les apprenants aux tâches.
Matériel pédagogique : le matériel complémentaire se compose d’un bioréacteur pour la culture de levures et d’applications pour le prélèvement d’échantillons. En outre, deux produits de Festo Didactic sont également intégrés dans le système : l’armoire de commande du SkillsConveyor déjà disponible et le système d’apprentissage electeo, présenté pour la première fois à la foire de Hanovre.
Système de support : le système d’apprentissage se compose de cinq modules et peut être complété à volonté et combiné avec d’autres modules. La forme biseautée des éléments intégrés permet un apprentissage ergonomique.