Біопроцеси стають все більш важливими для промисловості, оскільки вони представляють стійкі альтернативи звичайним виробничим процесам і дозволяють виробляти нові продукти. З BioTech Automation Festo представляє огляд уже доступних компонентів і рішень, заснованих на обраних процесах культивування, які представлені в двох біореакторах: реакторі водоростей на прикладі Chlorella vulgaris і реакторі з нержавіючої сталі для культивування мікроорганізмів, таких як E. coli. Крім того, показано модульну концепцію навчання, навчальний реактор. На прикладі біопроцесів, вивчаються теми з електротехніки, механіки, інформатики та біологічних процесів, і з’являється новий профіль роботи: інженер з біомехатроніки.
Щоб такі мікроорганізми, як бактерії, водорості та дріжджі, могли ідеально розвиватися та досягати високої біомаси, у реакторі мають бути створені умови середовища, які точно відповідають їхнім потребам. Це вимагає вимірювання, реєстрації та регулювання багатьох змінних.
На додаток до температури та значення рН, постачання поживних речовин і точне газоутворення повітря, кисню та інших газів відіграють центральну роль. З цією метою Festo надає компоненти та рішення в області обробки газу, рідини та технологій керування, а також рішення, включаючи готові до встановлення шафи керування.
Тут ми показуємо біореактор з нержавіючої сталі, який часто використовується в промислових біотехнологіях.
Обробка газу: точний контроль потоку
Для вимірювання газів використовуються контролери масової витрати VEMD. Крім повітря також виробляються азот і CO2 і зокрема використовується кисень.
Поводження з рідиною: точне дозування через надлишковий тиск
Для вимірювання рідкого середовища в реакторі використовується процес тиску над рідиною через пропорційний клапан регулювання тиску VEAB. Клапан використовується для створення попереднього тиску на контейнер із середовищем. Надлишковий тиск викликає надходження середовища в реактор.
Електромагнітний клапан VYKA із роздільним середовищем контролює навіть найменші кількості з високою точністю, а також підходить для агресивних речовин, таких як кислоти та інші хімікати.
Кульовий кран VZBD, що відповідає FDA, використовується для контролю температури реактора, яка регулюється поворотним приводом DFPD і позиціонером CMSX.
Контроль: автоматичний контроль усіх параметрів
Контроль: CPX-E контролює компоненти в реакторі і таким чином автоматично регулює значення pH, температуру та інші фактори, що впливають на ріст мікроорганізмів. Можливе підключення до системи керування за стандартом MTP.
Відповідна інформаційна панель відображається на робочому екрані CDPX для керування біореактором через сенсорний екран.
Фотосинтез є центральним метаболічним шляхом для росту водоростей. Це перетворює вироблений CO2 на цукор з виділенням кисню.
Поводження з газом: дві концепції газоутворення
Додаток демонструє два способи контрольованого газоутворення: з одного боку, використовується контролер масової витрати VEMD для повітря та CO2 в реактор подається саме така кількість.
З іншого боку, виділення газу контролюється регулятором тиску VEAA в поєднанні з датчиком потоку SFAH. Це вимірює фактичну кількість CO2 і повітря.
Обробка рідин: технологія клапанів, безпечна для харчових продуктів
Безпечний харчовий пережимний клапан VZQA з пневматичним приводом використовується для наповнення та спорожнення реактора або для взяття проб.
Контроль: новий продукт у використанні
Ці клапани керуються новим пневмоостровом VTUX. CPX-E забезпечує контроль і регулювання компонентів в реакторі і, таким чином, автоматично регулює значення рН, температуру, виділення газів і світло.
Окрім окремих компонентів, Festo також пропонує індивідуальні системні рішення для біореакторів. Адаптовані рішення з автоматизації розробляються з обраних компонентів, наприклад, у формі готових шаф керування. Крім того, спеціальне програмне забезпечення можна перенести з елемента керування в хмару. Бездоганна інтеграція систем і можливість аналізу даних у режимі реального часу забезпечують ефективне та прозоре керування процесом.