Het Nederlandse bedrijf Synchron Lab Automation heeft in nauwe samenwerking met Festo een geautomatiseerd DNA-extractiesysteem met een zeer hoge verwerkingscapaciteit ontwikkeld. Klanten in de zaadindustrie kunnen hiermee uit maximaal 40.000 monsters per dag DNA winnen.
Derk Wilten, eigenaar en directeur van Synchron Lab Automation, legt uit hoe de samenwerking met Festo begon: "Vroeger concentreerden we ons alleen op het concept van een oplossing en lieten we de oplossing vervolgens door een partner ontwikkelen. Dat komt omdat wij van oorsprong een softwarebedrijf zijn. Toen Niels Kruize bij het bedrijf kwam, vertelde hij ons dat hij er sterk van overtuigd was dat we zelf kant-en-klare oplossingen moesten ontwikkelen. Niels Kruize is verantwoordelijk voor business development bij Synchron Lab Automation. Eerder werkte hij in Engeland, waar hij nauw samenwerkte met Festo. Op basis van zijn positieve ervaring stelde hij voor om ons eerste zelfontwikkelde product te lanceren met technische knowhow en componenten van Festo."
Niels Kruize legt uit: "Festo is een toonaangevende onderneming met een wereldwijd netwerk van leveranciers van componenten en een wereldwijde service en support. Ze hielpen ons met de constructie en deelden hun kennis met ons. Het was zeer waardevol dat zij op verschillende markten actief zijn." Synchron levert aan klanten over de hele wereld en is daarom erg blij met een partner die net zo snel onderdelen kan leveren in Duitsland als in Singapore. Derk Wilton was snel overtuigd: "Festo werkt met dezelfde methodes als wij. Het is heel geruststellend om te werken met een partner die in het project gelooft."
De ontwikkelaars van Synchron werden vanaf het begin intensief ondersteund door Festo. Key Account Manager Bert Baas van Festo legt uit: "Onze automatiseringsexperts hebben ons ondersteund bij de ontwikkeling van de extractiemachine. Zij stelden bijvoorbeeld voor de nieuwe CPX-E-eenheid te gebruiken om echte waarde toe te voegen. Ze gebruikten de eenheid in dit project al voordat het op de markt verkrijgbaar was."
Derk Wilten: "In onze industrie wordt niet 24/7 geproduceerd, wat te maken heeft met de componenten en de manier waarop oplossingen worden ontwikkeld. Maar Festo zet in op Industrie 4.0, optimale beschikbaarheid, service en preventief onderhoud." De extractiemachine draait nu acht uur continu, maar kan ook 24 uur non-stop werken. Zijn capaciteit is al acht keer hoger dan andere opties die momenteel op de markt beschikbaar zijn.
Niels Kruize interrumpeert: "We hebben eigenlijk een heel klein fabriekje gemaakt. "Onlangs heeft een van onze klanten een onbetaalbaar statement gemaakt. Hij zei: "Het is zo mooi en toch zo eenvoudig, ik begrijp niet waarom het niet eerder is uitgevonden." Bert Baas van Festo vult aan: "Het is een perfect voorbeeld van een combinatie van industriële en laboratoriumautomation." De hardware van de machine is verdeeld in functies, die elk zo eenvoudig en efficiënt mogelijk moeten zijn. De kleine fabriek is uitgerust met seriële in plaats van parallelle aandrijvingen. De platen worden voortdurend verplaatst en gepositioneerd in de pipetteer-, spoel- en wasstations.
Het proces dat op de machine draait, wordt in de landbouwindustrie gebruikt voor de plantenkweek. Het DNA wordt uit geplet plantenmateriaal gehaald. De componenten van Festo vervullen belangrijke functies in alle fasen van de extractie. Het proces begint met een houder die tot 400 microtiterplaten kan bevatten - 200 voor de invoer en 200 voor de uitvoer.
Identificatie en transport: De barcodelezer SBSI scant alle microtiterplaten aan het begin van een run. Elektrische assen EGC in combinatie met een zwenkaandrijving DRRD en een grijper DHPS pakken de microtiterplaten op en plaatsen ze op houders die de verschillende stations op een transportsysteem passeren.
Spoelen: om het DNA te scheiden van het andere materiaal worden metalen microbolletjes toegevoegd. Het DNA hecht zich aan de microbolletjes terwijl de rest van het materiaal in de microtiterplaten drijft. Bij verschillende wasstations wordt vloeistof toegevoegd aan en verwijderd van de microtiterplaten. De pipetteerkop wordt tijdens dit proces neergelaten door een elektrische slede EGSC. Na het spoelen blijft zuiver DNA achter in de microtiterplaat en wordt het via het transportsysteem naar de laatste verwerkingsstap, DNA-extractie, geleid.
Extractie: Elektrische assen EGC in combinatie met een elektrische slede EGSL zijn verantwoordelijk voor de handling van de pipetkop voor het extraheren van het DNA. Elke plaat bevat 96 monsters en duurt twintig minuten van begin tot eind, waarbij elke 2,5 minuut een nieuwe plaat wordt gestart.
De machine is serieel en modulair opgebouwd en heeft vrijwel geen schakelvertragingen. De CPX-E en de ventieleilanden VTUG met IO-Link® worden gebruikt om het systeem aan te sturen. De CPX-E is ontwikkeld als remote I/O-systeem of PLC met EtherCAT-mastercontroller en motion controller. In combinatie met de elektrische aandrijvingen en besturingen van Festo is dit een echte innovatie .
Niels Kruize is blij dat zijn vertrouwen in de samenwerking is bevestigd. "Het geeft ons een enorme toegevoegde waarde. De samenwerking is een echt partnerschap voor beide partijen. Dit project is een volledig nieuwe uitdaging voor beide ondernemingen - en ook de communicatietechnologie is nieuw voor ons. We leren van elkaar en kijken naar de toekomst voor wat de volgende stap zou kunnen zijn." Bert Baas: "We bespreken nieuwe technologieën met Synchron en zijn enthousiast over de mogelijkheden die ze bieden."