Hassas şekilde kontrol edilen besin maddesinin bir biyoreaktöre sürekli beslenmesi
Bir biyoreaktör olası en yüksek ürün verimini sağlamalıdır. Bu, fermantasyonu en iyi şekilde desteklemek üzere besin maddesi konsantrasyonu, sıcaklık veya oksijen içeriği gibi bütün önemli parametrelerin hassas olarak kontrol edilmelerini gerektirir. İhtiyaca uygun vana ve sensör çözümleriyle fermentörlerinizde tekrarlanabilir güvenli prosesleri nasıl temin edebileceğinizi öğrenin.
Fermantasyon prosesinin zorlukları
Devam eden fermantasyon prosesinde biyoreaktöre maddeler aralıksız beslenir, son ürün sürekli olarak çıkarılır. Kapalı bir kontrol döngüsü, kontrol edilecek parametrelerin belirtilen nominal değerlere her zaman olabildiğince tam karşılık gelmesini sağlar. Bu yapılırken giderilmesi gereken çok sayıda zorluk vardır:
Numune alma
Gaz çıkışı
Besin maddesi besleme
Hücre kültürü
PLC
Biyolojik madde
35 °C-37 °C (optimum büyüme sıcaklığı)
Biyokatalizörler (hücreler veya enzimler)
Ürünler
Besin maddesi çözeltisi
Akış kontrolü
Gaz girişi: Fermantasyon prosesinde dört gaz kullanılmaktadır: Oksijen O₂, Azot N₂, Karbondioksit CO₂ ve hava. Optimum bir ürün büyütme için bunlar en iyi şekilde kontrol edilmelidir.
Klasik çözümlerdeki zorluklar ve sorunlar
Fermentördeki kültür sistemi sürekli hücre beslemesine tabidir. Biyokimyasal proses değişen parametrelere son derece duyarlı şekilde reaksiyon vermektedir. Bu nedenle hiçbir zaman çok az veya çok fazla besin çözeltisi verilmemelidir. Proses kesintiye uğrarsa eklenen tüm maddeler kullanılamaz hale gelir, bu da gereksiz masraflara ve gecikmelere yol açar. Sürekli beslemeyi (Continuous Feeding) kontrol etmek için sıklıkla diyaframlı vanalar kullanılır ancak bunlar optimal kontrol karakteristiklerine sahip değildir.
A: çok az besin maddesi beslemesi; B: doğru besin maddesi beslemesi; C: fazla besin maddesi beslemesi
Güvenilir şekilde işleyen bir fermantasyon için üretim ve temizleme döngülerinin birbirinden kesin şekilde ayrılması önemlidir. Dış mikropların veya CIP maddelerinin bulaşması fermente edilmiş ürün partisinin tamamını kullanılamaz hale getirecektir. Gereksiz masraflardan kaçınmak amacıyla klasik tesislerde akışı kontrol etmek için sıklıkla Coriolis ölçüm cihazları kullanılır ancak ağır ve elverişsiz olan bu cihazlar pompalama masraflarını artırır.
Akış ölçerler, sıcaklık sensörleri, kontrol vanaları ve diğer bileşenler tesiste ulaşılması sıklıkla zor yerlere kurulmaktadır. Ayrıca cihazlar çoğu zaman büyük ve ağırdır; klasik bir akış ölçer ve bir vana, birlikte 18 ila 20 kilogram gelebilir. Bu faktörler gündelik üretimde hem montajı hem de sonradan bakımı zorlaştırır.
Doğru glikoz beslemesini sürekli izlemek üretim proseslerini ve tesisin kullanılabilirliğini mümkün olan en az personel gereksinimiyle güvenceye alır. Aynı zamanda, net izlenebilirlik için ölçüm parametrelerinin eksiksiz bir şekilde belgelenmesini gerektiren ilaç endüstrisindeki çok sayıda kural ve prosedüre uyum sağlamaya hizmet eder. Tüm proses kontrolleri bu çok sayıdaki koşulları karşılamaz.
Özel sistemlerle biyoreaktörleri güvenli, hızlı ve otomatik kontrol edin
Makineleriniz ancak tüm kontrol döngüleri düzgün çalıştığı zaman verimli üretim proseslerini ve kaliteli son ürünleri sağlayabilir. Vana boyutlandırma ve kontrol döngüsü tasarımı çoğu zaman karmaşık bir süreçtir ve uzun sürelerde tamamlanabilmektedir. Vana tasarım aracımızla ilk adımda, fermantasyon prosesiniz için hangi vana çözümünün uygun olduğuna dair genel bir bakış elde edeblirsiniz. Sonraki aşamada, size bizzat danışmanlık sağlamaktan ve kusursuzca seçilip boyutlandırılmış ürünleri sizin için bir araya getirmekten mutluluk duyarız.
Dilerseniz alternatif olarak, mühendislik ve imalat proseslerindeki eforunuzu otomasyonla azaltan komple sistem çözümleri sunuyoruz. Doğrudan uzmanlarımızla görüşün!
Gaz girişi
Akış kontrolü
Numune alma
Gaz çıkışı
PLC
ELEMENT konumlandırıcı dahil körüklü vana
FLOWave Tip 8098
Besin maddesi çözeltisi
Bürkert sistem çözümlerinin avantajları:
Bürkert çözümü, klasik çözümlerden farklı olarak, akış ölçer ile körüklü vana arasında doğrudan alış veriş sağlayan yerel bir kontrol döngüsü öngörmektedir. Vana, FLOWave’den gelen bilgilere dayalı olarak beslenecek besin çözeltisi miktarını düzenler. Bağlı PLC sadece prosesi izlemekle kalmaz, aynı zamanda beslenen miktarları çok sayıdaki ölçüm değerlerinden hesaplanan fermentörün gerçek ihtiyacıyla dengeler. Klasik çözüm: Bürkert çözümü:
Kompakt Bürkert bileşenleriyle az yer kaplayan esnek makine konseptleri gerçekleştirilebilir. Bürkert bugünün ve geleceğin zorluklarına hazırlıklı olmak için örneğin yüksek seviyeli endüstriyel ağ sistemlerine veya IO-Link’e modern dijital bağlanabilirlik özelliğini tüm konum regülatörüne entegre etmektedir. Bileşenler bu şekilde kontrol sistemlerinize sorunsuzca entegre edilip tesislerin karmaşıklığı pek çok bakımdan en aza indirebilir.
Klasik çözüm: Bürkert çözümü:
Klasik çözüm: DN1/2": 460 x 177 x 75 mm; Vana DN 1/2": 242 x 327 x 147 mm Bürkert çözümü: FLOWave (Nominal genişlik DN 1/2"): (50+92) x 250 x 158 mm; Bürkert Vanası (Nominal genişlik DN 1/2"): 65 x (157+38) x 110 mm
Bürkert’in akışkan prosesleri için kontrol çözümleri, örneğin fermantasyon işleminde olduğu gibi daima özel koşullara uyarlanmıştır. Kusursuzca seçilip boyutlandırılmış tekil ürünler olarak veya mühendislik ve imalat proseslerindeki zahmeti azaltan eksiksiz bir kontrol döngüsü olarak. Böyle sistem çözümleri, bileşenlerin ayrı satın alınmasından farklı olarak toplam maliyetleri genellikle önemli oranda azaltabilir.
Kontrol döngülerinin devreye alınması sıklıkla zaman alan bir iştir. Ancak prosesi hızlandırma imkanları bulunmaktadır: Bürkert’in çoğu konum regülatöründe standart olarak bulunan otomatik ayar işlevi, regülatörlerin bir düğmeye basılarak sistem koşullarına otomatik uyum sağlamasını temin eder. Bürkert bileşenlerinin hafifliği ve kompakt tasarımı ulaşılması zor yerlerde bile hızlı kuruluma katkıda bulunur.
Klasik çözüm: Bürkert çözümü:
Alandan ve ağırlıktan tasarruf edin
Klasik çözümlerde, biyoreaktöre kontrollü bir besin maddesi çözeltisi beslemesini sağlayan iki bileşenin toplam ağırlığı, DN ½"lik nominal genişlik esas alındığında yaklaşık 18,5 kg’dır. Buna karşılık, Bürkert çözümlerinin toplam ağırlığı aynı nominal genişlik için sadece 4,4 kg’dır. Böylece yerel Bürkert kontrol döngüsüyle ağırlıktan yaklaşık 14 kg tasarruf edilebilir. Ayrıca çok daha az kurulum alanı gerektiren bu çözüm, daha esnek sistem konseptlerini, daha kısa montaj sürelerini ve daha düşük makine maliyetlerini de beraberinde getirir.
Proses valf seçim ve boyutlandırma konfigüratörümüz sayinde elektromotorlu veya pnömatik aktüatörlü tüm diyaframlı ve pistonlu valflerimiz kolayca ve doğru bir şekilde boyutlandırılabilmektedir.
Bürkert, agresif akışkanlar için Bürkert ürünlerini kullanırken uygun malzemelerin seçimini kolaylaştırmak amacıyla, sıvıların ve malzemelerin kimyasal dayanımı açısından uygunluğunu ispatlamak için bir araç sunmaktadır. Bürkert resistApp, bir çok medya için muhafaza ve conta malzemelerinin optimal seçimi hakkında bilgi sağlar.
