Bioprocesi postaju sve važniji za industriju jer predstavljaju održive alternative konvencionalnim procesima proizvodnje i omogućavaju proizvodnju novih proizvoda. Uz BioTech Automation, kompanije Festo predstavlja pregled već dostupnih komponenti i rešenja na osnovu izabranih procesa kultivacije predstavljenih u dva bioreaktora: jedan reaktor za alge na primeru alge Chlorella vulgaris, kao i jedan reaktor od nerđajućeg čelika za kultivaciju mikroorganizama kao što je E. coli. Pored toga, prikazan je modularni koncept učenja, reaktor za učenje. Bioproces se koristi za podučavanje elektrotehnike, mehanike, informatike i bioloških procesa, stvarajući novi profil posla: tehničar biomehatronike.
Da bi mikroorganizmi poput bakterija, algi i kvasaca idealno rasli i postigli visoku biomasu, u reaktoru se moraju stvoriti uslovi životne sredine koji su precizno prilagođeni njihovim potrebama. Ovo zahteva merenje, detekciju i regulisanje mnogih veličina.
Pored temperature i pH vrednosti, snabdevanje hranljivim materijama i precizno gasiranje vazduha, kiseonika i drugih gasova igraju centralnu ulogu. U tu svrhu, Festo obezbeđuje komponente i rešenja iz oblasti rukovanja gasom, rukovanja tečnostima i upravljačke tehnologije, kao i rešenja do gotovog kontrolnog ormara.
Ovde prikazujemo bioreaktor od nerđajućeg čelika koji se često koristi u industrijskoj biotehnologiji.
Rukovanje gasom: precizna regulacija protoka
Za doziranje gasova koriste se regulatori masenog protoka VEMD. Pored vazduha, koriste se i azot, CO2 i naročito kiseonik.
Rukovanje tečnostima: tačno doziranje preko natpritiska
Metoda Pressure Over Liquid koristi se za doziranje tečnog medija u reaktoru preko proporcionalnog regulatora pritiska VEAB. Pri tome, se ventil koristi za dovođenje pretpritiska u rezervoar za medije. Medij dospeva u reaktor preko natpritiska.
Solenoidni ventil za odvojene medije VYKA kontroliše čak i najmanje količine sa velikom preciznošću i takođe je pogodan za agresivne supstance kao što su lužine, kiseline i druge hemikalije.
Kuglasti ventil VZBD usaglašen sa FDA, koji se podešava putem zakretnog pogona DFPD i pozicionera CMSX, koristi se za temperiranje reaktora.
Upravljanje: automatizovana regulacija svih parametara
Upravljačka jedinica CPX-E upravlja komponentama u reaktoru, a time na automatizovan način reguliše pH vrednost, temperaturu i druge faktore koji utiču na rast mikroorganizama. Moguća je veza sa sistemom upravljanja uz MTP standard.
Na ekranu za upravljanje CDPX, prikazuje se odgovarajuća komandna tabla kako bi se omogućilo rukovanje bioreaktorom pomoću ekrana na dodir.
Fotosinteza je centralni metabolički put za rast algi. Pri tome se CO2 pretvara u šećer i oslobađa kiseonik.
Rukovanje gasom: dva koncepta za gasiranje
Primena prikazuje dva načina kontrolisanog gasiranja: S jedne strane se pomoću regulatora masenog protoka VEMD za vazduh i CO2 dovodi tačna količina u reaktor.
S druge strane, gasiranje se kontroliše pomoću regulatora pritiska VEAA u kombinaciji sa senzorom protoka SFAH. On meri stvarnu količinu CO2 i vazduha.
Rukovanje tečnostima: tehnologija ventila
Pneumatski pogonjeni Pinch ventil VZQA se koristi za punjenje i pražnjenje reaktora ili za uzimanje uzoraka.
Upravljanje: inovacija proizvoda u praksi
Novo ventilsko ostrvo VTUX upravlja ovim ventilima. Proizvod CPX-E obezbeđuje regulaciju komponenti i upravljanje njima u reaktoru, a time reguliše na automatizovan način pH vrednost, temperaturu, gasiranje i svetlost.
Pored pojedinačnih komponenti, Festo nudi i prilagođena sistemska rešenja za bioreaktore. Pri tome se od izabranih komponenti razvijaju prilagođena rešenja za automatizaciju, na primer u obliku kompletnih kontrolnih ormara. Takođe se može kreirati softver specifičan za korisnika, od upravljačke jedinice do oblaka. Besprekorna integracija sistema i mogućnost analize podataka u realnom vremenu omogućavaju efikasno i transparentno upravljanje procesima.
Festo ne samo da se suočava sa novim izazovima u oblasti biologizacije iz tehničke perspektive, već kao tržišni lider za profesionalnu obuku i dalje usavršavanje takođe pazi na kvalifikacije koje će biti potrebne u budućnosti.
U oblasti sopstvenog stručnog osposobljavanje, kompanija Festo je stoga pokrenula dodatnu kvalifikaciju „Zaštita klime i održivi razvoj“ zajedno sa Industrijsko-trgovinskom komorom regiona Štutgart. Namenjena je mnogim strukovnim zanimanjima. Postojaće modul „Automatizacija biološke transformacije“ naročito za industrijsko-tehničke i komercijalne učenike.
Festo će pokriti delove ovoga u svom centru za obuku i počeće sa sopstvenim učenicima. Festo takođe razvija modularni koncept učenja za buduće tehničare biomehatronike, koji se može koristiti za prenošenje znanja, posebno tehničkih osnova.
Postoje i konkretni planovi u pogledu visokog obrazovanja. Trenutno radimo sa Univerzitetom Reutlingen na dizajniranju novog studijskog programa biomehatronike koji kombinuje biološki i tehnički sadržaj sa fokusom na ćeliju kao najmanju fabriku na svetu. Ovde će se takođe koristiti novi reaktor za učenje.
Pored razvoja novih poslovnih profila, kompanija Festo je dizajnirala modularni koncept učenja za buduće tehničare biomehatronike koji se može koristiti za prenošenje znanja, posebno tehničkih osnova. Sistem se sastoji od softvera za učenje i različitih hardvera za učenje smeštenih u modularni sistem nosača.
Softver za učenje: Softver za učenje je prototip zasnovan na isprobanoj i testiranoj platformi za učenje Festo LX koja prenosi sadržaj kroz igru i priprema učenike za zadatke.
Hardver za učenje: Dodatni hardver se sastoji od bioreaktora za kultivaciju kvasca i primena za uzimanje uzoraka. Sistem takođe uključuje dva Festo Didactic proizvoda: Kontrolni ormar SkillsConveyor, koji je već dostupan, i sistem obuke electeo, koji će prvi put biti predstavljen na sajmu u Hanoveru.
Sistem nosača: Sistem obuke se sastoji od pet modula i po potrebi se može dopuniti i kombinovati sa drugim modulima. Ukošeni oblik integrisanih elemenata omogućava ergonomsko učenje.