A biofolyamatok egyre fontosabbá válnak az ipar számára, mivel fenntartható alternatívát jelentenek a hagyományos termelési folyamatokkal szemben, és új termékek előállítását teszik lehetővé. A BioTech Automation révén a Festo áttekintést nyújt a már elérhető komponensekről és megoldásokról, amelyek kiválasztott tenyésztési folyamatokon alapulnak, és amelyeket két bioreaktorban szemléltetünk: egy alga-reaktorban a Chlorella vulgaris példáján, valamint egy rozsdamentes acél reaktorban mikroorganizmusok, például E. coli tenyésztésére. Továbbá egy moduláris képzési koncepciót, egy oktatóreaktort is bemutatunk. A biofolyamatot az elektrotechnika, a mechanika, az informatika és a biológiai folyamatok tanítására használják, ezzel egy új munkakört hoznak létre: a biomechatronikai technikusét.
Ahhoz, hogy a mikroorganizmusok, például a baktériumok, algák és élesztők ideálisan növekedjenek és biomasszává váljanak, a reaktorban olyan környezeti feltételeket kell teremteni, amelyek pontosan megfelelnek az igényeiknek. Ehhez számos változó mérésére, rögzítésére és ellenőrzésére van szükség.
A hőmérséklet és a pH-érték mellett központi szerepet játszik a tápanyagellátás, valamint a levegő, az oxigén és más gázok pontos gázosítása. A Festo komponenseket és megoldásokat kínál a gázkezelés, a folyadékkezelés és a szabályozástechnika területére, valamint megoldásokat egészen a telepítésre kész vezérlőszekrényig.
Itt egy rozsdamentes acélból készült bioreaktort mutatunk be, amelyet gyakran használnak az ipari biotechnológiában.
Gázkezelés: pontos áramlásszabályozás
A gázok adagolására a VEMD tömegáram-szabályozókat használják. A levegőn kívül a nitrogén, a CO2 és oxigén is felhasználásra kerül.
Folyadékkezelés: precíz adagolás túlnyomással
A VEAB proporcionális nyomásszabályozó szelepen keresztül a reaktorban lévő folyékony közeg adagolására a pressure-over-liquid módszer szolgál. A szelep egy médiatartály nyomás alá helyezésére szolgál. A túlnyomás hatására a közeg belép a reaktorba.
A VYKA közegelválasztott mágnesszelep a legkisebb mennyiségeket is pontosan szabályozza, és alkalmas az agresszív anyagok, például lúgok, savak és egyéb vegyi anyagok kezelésére is.
A reaktor hőmérsékletének szabályozására az FDA-konform VZBD golyóscsap szolgál, amelyet a DFPD fordító hajtómű és a CMSX pozicionáló állít be.
Vezérlés: valamennyi paraméter automatikus vezérlése
A CPX-E vezérlő vezérli a reaktorban lévő komponenseket, így automatikusan szabályozza a pH-értéket, a hőmérsékletet és a mikroorganizmusok növekedését befolyásoló egyéb tényezőket. Az MTP szabványt használó vezérlőrendszerrel való összekapcsolás szintén lehetséges.
A bioreaktor érintőképernyőn keresztül történő működtetéséhez a CDPX kezelőképenyőn megjelenik a megfelelő dashboard.
A fotoszintézis az algák növekedésének központi metabolikus útvonala. A folyamat során a CO2 cukorrá alakul, és oxigén szabadul fel.
Gázkezelés: két koncepció a gázosításra
Az alkalmazás kétféleképpen szabályozza a gázképződést: egyrészt egy VEMD tömegáram-szabályozót használnak a levegő és a CO2 pontos mennyiségének a reaktorba juttatására.
Másrészt a gázosítást a VEAA nyomásszabályozóval és az SFAH áramlásérzékelővel együtt szabályozzák. Ez a CO2 és a levegő tényleges mennyiségét méri.
Folyadékkezelés: élelmiszer-biztonságos szeleptechnika
A pneumatikusan működtetett, élelmiszer-biztonságos VZQA tömlőszelep a reaktor töltésére és ürítésére, valamint mintavételezésre szolgál.
Ellenőrzés: Termékinnováció használatban
Ezeket a szelepeket az új VTUX szelepsziget vezérli. A CPX-E vezérli és szabályozza a reaktorban lévő komponenseket, így automatikusan szabályozza a pH-értéket, a hőmérsékletet, a gázképződést és a fényt.
Az egyedi komponensek mellett a Festo egyedi rendszermegoldásokat is kínál bioreaktorokhoz. Az egyedi automatizálási megoldásokat válogatott alkatrészekből, például komplett vezérlőszekrények formájában alakítjuk ki. Egyedi szoftverek is létrehozhatók, a vezérlőrendszertől a felhőig. A rendszerek zökkenőmentes integrációja és az adatok valós idejű elemzése lehetővé teszi a hatékony és átlátható folyamatirányítást.