Condizioni ottimizzate per la coltivazione di microogranismi
Affinché microrganismi come batteri, alghe e lieviti crescano in modo ideale e raggiungano un'elevata biomassa, è necessario creare condizioni ambientali adatte alle loro esigenze all'interno del reattore. Ciò richiede la misurazione, il rilevamento e la regolazione di molte variabili.
Oltre alla temperatura e al valore del pH, a giocare un ruolo centrale sono l'apporto di sostanze nutritive e la precisa gassificazione di aria, ossigeno e altri gas. A tale scopo, Festo fornisce componenti e soluzioni dei settori della manipolazione di gas, di liquidi e della tecnica di comando (Control), nonché soluzioni fino al quadro di comando pronto per l'installazione.
Bioreattore:
Prodotti in evidenzia e relativa funzione
Qui mostriamo un bioreattore in acciaio inossidabile come viene spesso utilizzato nella biotecnologia industriale.
Manipolazione dei gas: controllo preciso del flusso
I regolatori di portata VEMD sono utilizzati per dosare i gas. Oltre all'aria, si utilizzano inoltre azoto, CO2 e in particolare ossigeno.
Manipolazione dei liquidi: dosaggio preciso mediante sovrapressione
Per dosare i fluidi liquidi nel reattore, tramite la valvola regolatore di pressione proporzionale VEAB viene impiegato il metodo di Pressure Over Liquid. Con la valvola si applica una pressione in entrata a un contenitore di fluidi. Mediante la sovrappressione il fluido raggiunge il reattore.
L'elettrovalvola a separazione di fluido VYKA controlla anche le quantità più piccole con elevata precisione ed è altresì adatta per sostanze aggressive come alcali, acidi e altre sostanze chimiche.
La valvola a sfera VZBD conforme alle norme FDA, regolata dall'attuatore oscillante DFPD e dal posizionatore CMSX, viene utilizzata per controllare la temperatura del reattore.
Controllo: regolazione automatica di tutti i parametri
Il comando CPX-E controlla i componenti del reattore e regola automaticamente il valore del pH, la temperatura e altri fattori che influenzano la crescita dei microrganismi. È possibile una connessione a un sistema di controllo mediante standard MTP.
Sulla schermata operativa CDPX viene visualizzata la dashboard appropriata per il funzionamento del bioreattore tramite touchscreen.
Reattore di alghe:
Prodotti in evidenzia e relativa funzione
La fotosintesi è una via metabolica centrale per la crescita delle alghe. La CO2 viene convertita in zucchero e l'ossigeno viene rilasciato.
Manipolazione dei gas: due sistemi per la gassificazione
L'applicazione mostra due modi di controllare la gassificazione: da un lato, la giusta quantità di aria e CO2 viene immessa nel reattore utilizzando un regolatore di portata VEMD.
Dall'altro, la gassificazione viene controllata utilizzando il regolatore di pressione VEAA combinato al sensore di portata SFAH. Questo misura la quantità effettiva di CO2 e aria.
Manipolazione dei liquidi: tecnologia delle valvole sicura per gli alimenti
La valvola di bloccaggio VZQA ad azionamento pneumatico, adatta per alimenti, è utilizzata per il riempimento e lo svuotamento del reattore o per il campionamento.
Controllo: prodotto nuovo in uso
Queste valvole vengono controllate dalla nuova unità di valvole VTUX. Il CPX-E si occupa del comando e della regolazione dei componenti nel reattore, regolando automaticamente il valore del pH, la temperatura, la gassificazione e la luce.
Sempre la giusta soluzione
Oltre ai singoli componenti, Festo offre anche soluzioni di sistema personalizzate per i bioreattori. A partire da componenti selezionati vengono sviluppate soluzioni di automazione personalizzate, ad esempio sotto forma di quadri di comando completi. È inoltre possibile creare software personalizzati, dal sistema di comando al cloud. La perfetta integrazione dei sistemi e la capacità di analizzare i dati in tempo reale consentono un controllo dei processi efficiente e trasparente.
Biologizzazione come campo didattico
Festo non si limita a raccogliere le nuove sfide nel settore della biologizzazione da un punto di vista tecnico, ma, in qualità di leader di mercato nella formazione e nell'aggiornamento professionale, tiene d'occhio anche le qualifiche richieste in futuro.
Nell'ambito del proprio programma di formazione professionale, insieme alla Camera dell'industria e del commercio della regione di Stoccarda Festo ha quindi lanciato la qualifica aggiuntiva "Tutela del clima e sviluppo sostenibile", che si rivolge a molte professioni per cui è previsto un periodo di formazione. È in particolare ai tirocinanti del settore tecnico-industriale e commerciale che si rivolge un modulo di "Automazione delle trasformazioni biologiche".
Festo si occuperà in parte di tale aspetto nel suo centro di formazione e inizierà con i propri apprendisti. Festo sta inoltre sviluppando un sistema didattico modulare per futuri ingegneri biomeccanici, che può essere utilizzato per impartire conoscenze, soprattutto tecniche di base.
Esistono piani concreti anche per l'istruzione superiore. Attualmente stiamo collaborando con l'Università di Reutlingen per progettare un nuovo percorso di studi di biomeccanica che combina contenuti biologici e tecnici con un focus sulla cellula come la più piccola fabbrica del mondo. Anche in questo caso verrà utilizzato il nuovo reattore didattico.
Reattore didattico: sistema modulare per biomeccanici
Oltre allo sviluppo di nuovi profili professionali, Festo ha ideato un sistema didattico modulare per futuri ingegneri biomeccanici, che può essere utilizzato per impartire conoscenze, soprattutto tecniche di base. Il sistema è composto da un software didattico e da vari hardware didattici collocati in un sistema di supporto modulare.
Software didattico: il software didattico è un prototipo basato sulla collaudata piattaforma di apprendimento Festo LX, la quale trasmette i contenuti in modo ludico e prepara gli studenti alle mansioni.
Hardware didattico: l'hardware supplementare consiste in un bioreattore per la coltivazione di lieviti e in applicazioni per il prelievo di campioni. Il sistema incorpora anche due prodotti Festo Didactic: il quadro di comando dello SkillsConveyor, già disponibile, e il sistema didattico electeo, che sarà presentato per la prima volta alla fiera di Hannover.
Sistema di supporto: il sistema didattico è composto da cinque moduli e può essere ampliato e combinato con altri moduli a seconda delle necessità. La forma smussata degli elementi integrati consente un apprendimento ergonomico.