Kontinuerlig, nøyaktig regulert tilførsel av næringsstoffer til en bioreaktor
En bioreaktor skal levere størst mulig produktutbytte. Dette krever presis kontroll av alle viktige parametere som næringsstoffkonsentrasjon, temperatur eller oksygeninnhold, for å støtte gjæringen optimalt. Finn ut hvordan du kan sikre trygge, reproduserbare prosesser i gjæringsstoffene med skreddersydde ventil- og sensorløsninger.
Utfordringene ved gjæringsprosessen
Substrater mates kontinuerlig til bioreaktoren under den pågående gjæringsprosessen, og sluttproduktet fjernes kontinuerlig. En lukket styringssløyfe sikrer at parameterne som skal kontrolleres alltid samsvarer så nøyaktig som mulig med de angitte settpunktene. Det er mange utfordringer som må overvinnes:
Prøveuttak
Gassbortføring
Næringsinnhold
Celleinnhøsting
SPS
Biologisk materiale
35 °C-37 °C (optimal veksttemperatur)
Biokatalysatorer (celler eller emzymer)
Produkter
Næringsoppløsning
Gjennomstrømningsregulering
Gasstilførsel: Fire gasser brukes i gjæringsprosessen: Oksygen O₂, nitrogen N₂, karbondioksid CO₂ og luft. For optimal produktvekst må disse reguleres optimalt.
Utfordringer og problemer med tradisjonelle løsninger
Kultursystemet i gjæringsapparatet er gjenstand for kontinuerlig cellemating. Den biokjemiske prosessen er ekstremt følsom for endrede parametre. Derfor bør det aldri tilføres verken for lite eller for mye næringsoppløsning. Hvis prosessen blir forstyrret, blir alle tilsatte stoffer ubrukelige, noe som medfører unødvendige kostnader og forsinkelser. For å regulere den kontinuerlige matingen brukes ofte membranventiler, men disse har ikke optimale kontrollegenskaper.
A: for lite næringstilførsel; B: korrekt næringstilførsel; C: for mye næringstilførsel
For at gjæring skal fungere pålitelig, er det viktig at produksjons- og rensingssyklusene er trygt adskilt fra hverandre. Forurensning med fremmede bakterier eller CIP-medier vil gjøre hele partiet av det gjærede produktet ubrukelig. For å unngå unødvendig høye kostnader, brukes Coriolis-måleapparater ofte i konvensjonelle systemer for å kontrollere strømmen, men disse er tunge og uhåndterlige og driver opp pumpekostnadene.
Gjennomstrømningsmålere, temperatursensorer, Reguleringsventiler og andre komponenter er ofte installert på steder som er vanskelig tilgjengelig i systemet. I tillegg er enhetene vanligvis store og tunge – en konvensjonell gjennomstrømningsmåler og en tilhørende ventil kan raskt veie fra 18 til 20 kilo. Disse faktorene gjør både montering og påfølgende vedlikehold i daglig produksjon vanskeligere.
Kontinuerlig overvåking av riktig tilførsel av glukose er ment å sikre produksjonsprosessene og garantere systemtilgjengelighet – med minst mulig menneskelig innsats. Samtidig tjener dette til å overholde de mange reglene og forskriftene innen farmasøytisk industri, som krever fullstendig dokumentasjon av måleparametrene for tydelig sporbarhet. Ikke alle prosesskontroller oppfyller denne kravmengden.
Kontroller bioreaktorer trygt, raskt og automatisk med skreddersydde systemer
Maskinene kan bare sikre effektive produksjonsprosesser og sluttprodukter av høy kvalitet hvis alle styringskretser fungerer perfekt. Ventildimensjonering og konstruksjon av styringssløyfer er ofte komplekst og tidkrevende. Som første skritt kan du anskaffe vårt ventildimensjoneringsverktøy for å få en oversikt over hvilken ventilløsning som er egnet for gjæringsprosessen. Som annet skritt vil vi gjerne gi deg personlige råd og sette sammen perfekt utvalgte og dimensjonerte produkter for deg.
Alternativt tilbyr vi deg komplette systemløsninger som reduserer arbeidet med prosjektering og produksjonsprosesser – med automatisering om du ønsker det. Snakk direkte med ekspertene våre!
Gasstilførsel
Gjennomstrømningsregulering
Prøveuttak
Gassbortføring
SPS
Belgventil inkludert ELEMENT-posisjonering
FLOWave type 8098
Næringsoppløsning
Fordelene ved Bürkerts systemløsning:
I motsetning til konvensjonelle løsninger, gir Bürkert-løsningen en lokal reguleringskrets som sikrer direkte utveksling mellom gjennomstrømningsmåler og belgventil. Ventilen regulerer mengden næringsoppløsning som skal leveres basert på informasjonen fra FLOWave. Den tilkoblede PLS-en overvåker ikke bare prosessen, men sammenligner også mengdene som leveres med de faktiske kravene til gjæringsstoffet, som er beregnet ut fra mange måleverdier. Tradisjonell løsning: Bürkerts løsning:
Med de kompakte Bürkert-komponentene kan spesielt plassbesparende og fleksible maskinkonsepter implementeres. For å være forberedt på utfordringene i nåtiden og fremtiden, integrerer Bürkert også moderne digital tilkobling i alle sine pådragsregulatorer, for eksempel til feltbusser på høyt nivå eller IO-Link. På denne måten kan komponentene sømløst integreres i styringssystemene dine, noe som minimerer kompleksiteten til systemene på mange måter.
Tradisjonell løsning: Bürkerts løsning:
Tradisjonell løsning: DN1/2": 460 x 177 x 75 mm; ventil DN 1/2": 242 x 327 x 147 mm Bürkert-løsning: FLOWave (nominell diameter DN 1/2"): (50+92) x 250 x 158 mm; Bürkert-ventil (nominell diameter DN 1/2"): 65 x (157+38) x 110 mm
Styeringsløsninger for fluidiske prosesser fra Bürkert er alltid tilpasset spesifikke krav, for eksempel i gjæringsprosessen. Enten som perfekt utvalgte og dimensjonerte individuelle produkter, eller som en komplett reguleringskrets som reduserer din innsats i prosjektering og produksjonsprosesser. Slike systemløsninger kan vanligvis redusere de totale kostnadene betydelig, i motsetning til innkjøp av individuelle komponenter.
Igangsetting av regueringskretser er ofte en tidkrevende oppgave. Men det finnes måter å fremskynde prosessen på: Autotune -funksjonaliteten, som er innebygd i de fleste Bürkert-pådragsregulatorer som standard, sikrer at kontrollerne automatisk tilpasser seg forholdene i systemet. Du trenger bare å trykke på en knapp. Den lavere vekten og den kompakte utformingen til Bürkert-komponentene bidrar også til rask installasjon – selv på vanskelig tilgjengelige steder.
Tradisjonell løsning: Bürkerts løsning:
Spar plass og vekt
Med konvensjonelle løsninger er totalvekten for de to komponentene som sikrer en regulert tilførsel av næringsoppløsning til bioreaktoren, rundt 18,5 kg, forutsatt en nominell diameter på DN ½" hver. I motsetning til dette, er totalvekten for Bürkert-løsningene med samme nominelle størrelse bare 4,4 kg. Med den lokale Bürkert-styringskretsen kan du spare rundt 14 kg vekt. Løsningen krever også mye mindre installasjonsplass, noe som fører til mer fleksible systemkonsepter, kortere monteringstid og lavere maskinkostnader.
Bürkert resistApp støtter deg ved søket etter kompatible materialer og gir deg sammenfattede informasjoner om kjemisk bestandighet av elastomerer, plast og metaller for et mangfold av gassformige og flytende medier.
