Procesele biologice devin din ce in ce mai importante pentru industrie, deoarece reprezinta alternative durabile la procesele de productie conventionale si permit fabricarea de noi produse. Cu BioTech Automation, Festo ofera o prezentare generala a componentelor si solutiilor deja disponibile pe baza unor procese de cultivare selectate, care sunt ilustrate in doua bioreactoare: un reactor de alge folosind exemplul Chlorella vulgaris si un reactor din otel inoxidabil pentru cultivarea microorganismelor, cum ar fi E. coli. In plus, este prezentat un concept de invatare modular, un reactor de invatare. Un proces biologic este folosit pentru a preda inginerie electrica, mecanica, informatica si procese, creand un nou profil de munca: tehnicianul in biomecatronica.
Pentru ca microorganismele, cum ar fi bacteriile, algele si drojdiile, sa se dezvolte in mod ideal si sa avem o biomasa ridicata, trebuie create in reactor conditii de mediu care sa fie adaptate cu precizie la nevoile lor. Acest lucru necesita masurarea, inregistrarea si controlul multor variabile.
Pe langa temperatura si valoarea pH-ului, un rol central il joaca aportul de nutrienti si alimentarea precisa a aerului, a oxigenului si a altor gaze. Festo ofera componente si solutii din domeniile manipularii gazelor, manipularii lichidelor si tehnologiei de comanda (control), precum si solutii de tipul cabinetelor de control gata de instalare.
Aici prezentam un bioreactor din otel inoxidabil care este utilizat frecvent in biotehnologia industriala.
Manipularea gazelor: reglare precisa a debitului
Pentru dozarea gazelor se utilizeaza regulatoarele de debit masic VEMD. Pe langa aer, se mai utilizeaza azot, CO2 si, in special, oxigen.
Manipularea lichidelor: dozare precisa prin suprapresiune
Metoda Pressure-Over-Liquid este utilizata pentru a doza mediul lichid din reactor prin intermediul regulatorului proportional VEAB. Ventilul este utilizat pentru a presuriza un recipient de fluid. Suprapresiunea face ca fluidul sa intre in reactor.
Electroventilul cu medii separate VYKA controleaza chiar si cele mai mici cantitati cu o precizie ridicata si este adecvat si pentru substante agresive, precum solutiile alcaline, acizii si alte chimicale.
Robinetul cu bila VZBD, conform cu FDA, care este reglat prin intermediul cilindrului oscilant DFPD si al actuatorului de pozitionare CMSX, este utilizat pentru a controla temperatura reactorului.
Control: control automat al tuturor parametrilor
Controllerul CPX-E controleaza componentele din reactor si, astfel, regleaza automat valoarea pH-ului, temperatura si alti factori care influenteaza cresterea microorganismelor. Este posibila conectarea la un sistem de control care utilizeaza standardul MTP.
Ecranul de operare CDPX afiseaza panoul corespunzator pentru operarea bioreactorului prin intermediul touch-screen-ului.
Fotosinteza este o cale metabolica centrala pentru cresterea algelor. In acest proces, CO2 este transformat in zahar si se elibereaza oxigen.
Manipularea gazelor: doua concepte pentru gazare
Aplicatia arata doua moduri de control al manipularii gazelor: pe de o parte, cantitatea exacta de aer si CO2 este introdusa in reactor cu ajutorul unui regulator de debit masic VEMD.
Pe de alta parte, gazarea este controlata cu ajutorul regulatorului de presiune VEAA in combinatie cu senzorul de debit SFAH. Aceasta masoara cantitatea reala de CO2 si aer.
Manipularea lichidelor: tehnologie cu ventile sigure pentru alimente
Ventilul pinch cu actionare pneumatica VZQA, sigur pentru alimente, este utilizat pentru umplerea si golirea reactorului sau pentru prelevarea de probe.
Control: inovare de produs in utilizare
Aceste ventile sunt controlate de noua insula de ventile VTUX. CPX-E controleaza si regleaza componentele din reactor si, astfel, regleaza automat valoarea pH-ului, temperatura, gazarea si lumina.
Pe langa componentele individuale, Festo ofera, de asemenea, solutii de sistem personalizate pentru bioreactoare. Solutiile de automatizare personalizate sunt dezvoltate din componente selectate, de exemplu, sub forma unor cabinete de control complete. De asemenea, poate fi creat un software personalizat, de la controller pana la cloud. Integrarea perfecta a sistemelor si capacitatea de a analiza datele in timp real permit un control eficient si transparent al procesului.
Festo nu doar ca face fata noilor provocari din domeniul biologizarii din punct de vedere tehnic, dar, in calitate de lider de piata in domeniul formarii profesionale si al educatiei continue, este, de asemenea, atent la calificarile necesare in viitor.
Ca parte a propriului program de formare profesionala, Festo a lansat o calificare suplimentara: "Protectia climei si dezvoltarea durabila", alaturi de Camera de Comert si Industrie din regiunea Stuttgart. Aceasta se adreseaza multor ocupatii de formare profesionala. Va exista un modul "Automatizarea transformarilor biologice", destinat in special stagiarilor din domeniul tehnic si comercial.
Festo va acoperi o parte din aceste cursuri in cadrul centrului sau de formare si va incepe cu proprii cursanti. Festo dezvolta, de asemenea, un concept de invatare modular pentru viitorii ingineri biomecatronici, care poate fi utilizat pentru a transmite cunostinte, in special cunostinte tehnice de baza.
Exista, de asemenea, planuri concrete pentru invatamantul superior. In prezent, colaboram cu Universitatea din Reutlingen pentru a concepe un nou program de licenta in biomecatronica, care combina continutul biologic si tehnic, punand accentul pe celula ca fiind cea mai mica fabrica din lume. Noul reactor de invatare va fi utilizat si aici.
Pe langa dezvoltarea de noi profiluri profesionale, Festo a creat un concept de invatare modular pentru viitorii ingineri in biomecatronica, care poate fi utilizat pentru a transmite cunostinte, in special cunostinte tehnice de baza. Sistemul este format din software de invatare si diverse echipamente hardware de invatare adapostite intr-un sistem de suport modular.
Software de invatare: software-ul de invatare este un prototip bazat pe platforma de invatare Festo LX, care transmite continutul intr-un mod distractiv si ii pregateste pe cursanti pentru sarcini.
Hardware de invatare: hardware-ul suplimentar consta intr-un bioreactor pentru cultivarea drojdiilor si aplicatii pentru prelevarea de probe. Sistemul incorporeaza, de asemenea, doua produse Festo Didactic: cabinetul de control al SkillsConveyor, care este deja disponibil, si sistemul de invatare electeo, care va fi prezentat pentru prima data la Hannover Messe.
Sistem de suport: sistemul de invatare este format din cinci module si poate fi extins si combinat cu alte module, dupa cum este necesar. Forma bizotata a elementelor integrate permite o invatare ergonomica.