BioTech Automation

조류, 박테리아 및 효모용 바이오 리액터 자동화 - 교육에서 생산까지

바이오 프로세스는 기존 생산 프로세스에 대한 지속 가능한 대안을 제시하고 신제품 생산을 가능하게 하기 때문에 산업에서 점점 더 중요해지고 있습니다. Festo는 BioTech Automation을 통해 엄선된 배양 공정을 기반으로 기존에 사용 가능한 구성 요소와 솔루션에 대한 전반적인 개요를 제시합니다. 이는 두 개의 바이오 리액터, 즉 Chlorella vulgaris의 사용하는 조류 리액터와 대장균과 같은 미생물 배양을 위한 스테인레스 스틸 리액터로 구분됩니다. 또한, 학습 리액터라는 모듈식 학습 개념이 표시됩니다. 바이오 프로세스를 사용하여 전기 공학, 기계, 컴퓨터 과학 및 생물학적 프로세스에 대한 내용을 교육하고 새로운 직업 프로필인 바이오 메카트로닉스 엔지니어를 육성할 수 있습니다.

미생물 배양을 위해 최적화된 조건

박테리아, 조류, 효모와 같은 미생물이 이상적으로 성장하고 높은 바이오매스를 달성하려면 그 필요에 정확히 맞는 리액터 환경 조건이 조성되어야 합니다. 이를 위해서는 다양한 변수를 측정, 기록 및 조절해야 합니다.

온도와 pH 값 외에도 영양분 공급과 공기, 산소 및 기타 가스의 정확한 가스 처리가 중요한 역할을 합니다. 이를 위해 Festo는 가스 처리, 액체 처리 및 제어 기술 분야의 구성 요소와 솔루션은 물론, 즉시 설치 가능한 제어 캐비닛을 포함한 솔루션을 제공합니다.

BioTech Automation: 바이오 리액터

바이오 리액터:
제품 및 기능 하이라이트

여기에서는 산업 생명 공학에서 자주 사용되는 스테인레스 스틸 소재의 바이오 리액터를 보여드리겠습니다.

가스 처리: 정밀한 유량 제어

VEMD 질량 유량 컨트롤러는 가스 측정을 위해 사용됩니다. 공기 외에도 질소, CO2 그리고 특히 산소가 사용됩니다.

액체 취급: 과압을 통한 정확한 도징

리액터의 액체 매질을 계량하기 위해 비례 압력 제어 밸브 VEAB를 통해 액체에 대한 압력 프로세스가 사용됩니다. 밸브는 매질 용기에 사전 압력을 가하기 위해 사용됩니다. 과압을 통해 매질이 리액터로 유입됩니다.

매체 분리형 솔레노이드 밸브 VYKA는 극미량일지라도 높은 정밀도로 제어하며 알칼리, 산 및 기타 화학 물질 등 공격적인 물질에도 적합합니다.

FDA 준수 볼 밸브 VZBD는 리액터 온도 제어를 위해 사용되며, 이는 DFPD 반회전 액추에이터 및 CMSX 포지셔너로 조정됩니다.

제어: 모든 파라미터의 자동 제어

CPX-E 컨트롤러는 리액터의 구성 요소를 제어하여 pH 값, 온도 및 기타 미생물 성장에 영향을 미치는 요인을 자동으로 조절합니다. MTP 표준을 사용하여 제어 시스템에 연결할 수 있습니다.

터치스크린을 통해 바이오 리액터를 작동할 수 있도록 적절한 대시보드가 CDPX 작동 화면에 표시됩니다.

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BioTech Automation: 조류 리액터

조류 리액터:
제품 및 기능 하이라이트

광합성은 조류 성장의 핵심 대사 경로입니다. 이때 CO2가 당으로 전환되어 산소가 방출됩니다.

가스 처리: 가스 처리에 대한 두 가지 개념

애플리케이션은 가스 처리를 제어하는 두 가지 방법을 보여줍니다. 한편으로는 VEMD 질량 유량 컨트롤러가 공기 및 CO2가 정확히 정확한 양만큼 리액터에 공급됩니다.

반면, 가스 발생은 유량 센서 SFAH와 함께 압력 조절기 VEAA로 제어됩니다. 이는 실제 CO2 및 공기 양을 측정합니다.

액체 취급: 식품 안전 밸브 기술

공압식 식품 안전 핀치 밸브 VZQA는 리액터를 채우고 비우거나 표본 채취를 위해 사용됩니다.

제어: 사용 중인 신제품

이 밸브는 새로운 VTUX 밸브 터미널로 제어됩니다. CPX-E는 리액터 구성 요소의 제어 및 조절을 보장하여 pH 값, 온도, 가스 발생 및 빛을 자동으로 조절합니다.

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항상 적합한 솔루션

개별 구성요소 외에도 Festo는 바이오 리액터를 위한 맞춤형 시스템 솔루션 역시 제공합니다. 이때 조율된 자동화 솔루션은 예를 들어 전체 제어 캐비닛의 형태로 선택된 구성 요소로부터 개발됩니다. 또한 제어에서 클라우드에 이르기까지 고객별 소프트웨어를 생성할 수 있습니다. 시스템의 원활한 통합과 실시간 데이터 분석 가능성은 효율적이고 투명한 프로세스 제어를 보장합니다.

학습 분야로서의 생물학

Festo는 기술적 관점에서 생물학 분야의 새로운 과제를 해결할 뿐만 아니라, 직업 훈련 및 평생 교육 분야의 시장의 선두주자로서 미래에 요구되는 자격에도 주목하고 있습니다.

이에 따라 Festo는 자체적인 직업 훈련 분야에서 슈투트가르트 지역 상공회의소와 함께 "기후 보호 및 지속 가능한 개발"이라는 추가적인 자격 증명을 시작했습니다. 이것은 다양한 훈련을 통한 직업을 그 대상으로 합니다. 특히 산업 기술 연수생 및 사무 인턴을 위한 "생물학적 변환 자동화" 모듈이 이에 포함됩니다.

Festo는 교육 센터에서 이 부분을 다루고 자체적인 교육생을 대상으로 그 코스를 시작할 예정입니다. Festo는 또한 바이오 메카트로닉스 엔지니어를 위해 야심차게 모듈식 학습 개념을 개발하고 있으며, 이는 특히 기술 기초에 대한 지식을 전달하기 위해 사용할 수 있습니다.

고등 교육과 관련해서도 구체적인 계획이 있습니다. Festo는 현재 로이틀링겐 대학과 함께 세계에서 가장 작은 공장인 세포에 초점을 맞춰 생물학적, 기술적 내용을 결합한 새로운 바이오 메카트로닉스 과정을 설계하고 있습니다. 여기에도 새로운 학습 리액터가 사용될 것입니다.

학습 리액터: 바ㅣ오 메카트로닉스 엔지니어를 위한 모듈형 시스템

새로운 직업 프로필 개발 외에도, Festo는 또한 바이오 메카트로닉스 엔지니어를 위해 야심차게 모듈식 학습 개념을 개발하고 있으며, 이는 특히 기술 기초에 대한 지식을 전달하기 위해 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 하나의 학습 소프트웨어와 다양한 학습 하드웨어로 구성되어 있으며, 모듈형 캐리어 시스템에 포함되어 있습니다.

바이오 메카트로닉스 학습 리액터

학습 소프트웨어: 학습 소프트웨어는 검증된 Festo LX 학습 플랫폼을 기반으로 한 프로토타입으로, 콘텐츠를 흥미로운 방식으로 전달하고 학습자가 과제를 수행할 수 있도록 준비시킵니다.

학습 하드웨어: 보충 하드웨어는 효모 배양용 바이오 리액터와 표본 채취 애플리케이션으로 구성됩니다. 이 시스템에는 Festo Didactic의 두 가지 제품도 포함되어 있습니다. 이미 사용 가능한 SkillsConveyor의 제어 캐비닛과 하노버 박람회에서 처음으로 선보일 electeo 학습 시스템입니다.

캐리어 시스템: 학습 시스템은 5개의 모듈로 구성되며, 원하는 대로 보충하거나 다른 모듈과 결합할 수 있습니다. 통합된 요소의 기울어진 형태 덕분에 인체공학적 학습이 가능합니다.