應(yīng)用|生物反應(yīng)器與發(fā)酵過(guò)程的PID精確補(bǔ)料系統(tǒng)

更新時(shí)間：2021-11-24 點(diǎn)擊次數(shù)：2146

生物反應(yīng)器應(yīng)提供盡可能高的產(chǎn)出比。這需要精確調(diào)節(jié)所有重要參數(shù)，例如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度、溫度或氧氣含量，以理想狀態(tài)支持發(fā)酵。借助量身定制的Burkert閥門(mén)和Burkert傳感器解決方案確保發(fā)酵罐中的過(guò)程安全、可再生。

發(fā)酵過(guò)程中的挑戰(zhàn)

在發(fā)酵過(guò)程中，不斷地將基質(zhì)送入生物反應(yīng)器，持續(xù)地提取最終產(chǎn)物。閉環(huán)控制回路確保需調(diào)節(jié)的參數(shù)始終盡可能精確地符只定的設(shè)定值。對(duì)此有許多問(wèn)題需要克服，在傳統(tǒng)解決方案中生物反應(yīng)器存在的問(wèn)題：

避免不正確的計(jì)量并確保過(guò)程可靠性

發(fā)酵罐中的培養(yǎng)系統(tǒng)接受連續(xù)的細(xì)胞供給。生化過(guò)程對(duì)于變化的參數(shù)反應(yīng)非常敏感。因此，絕不能供給過(guò)少或過(guò)多的培養(yǎng)液。如果過(guò)程受到干擾，所有補(bǔ)充的物質(zhì)都將無(wú)法使用，從而導(dǎo)致不必要的成本和時(shí)間延誤。為了調(diào)節(jié)連續(xù)供給，經(jīng)常使用隔膜閥，但其不具有優(yōu)異的調(diào)節(jié)特性。

A：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給過(guò)少；B：正確的營(yíng)養(yǎng)供給；

C：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給過(guò)多

清除污染

為了使發(fā)酵可靠地運(yùn)作，重要的是將生產(chǎn)循環(huán)和凈化循環(huán)安全地彼此分開(kāi)。外來(lái)細(xì)菌或 CIP 介質(zhì)帶來(lái)的污染會(huì)使整批發(fā)酵產(chǎn)品無(wú)法使用。為了避免不必要的高額成本，在傳統(tǒng)裝置中經(jīng)常使用科里奧利測(cè)量設(shè)備來(lái)控制流量，但這些設(shè)備沉重且不易使用還提高了泵送成本。

優(yōu)化組合性和安裝耗費(fèi)

德國(guó)Burkert流量計(jì)、Burkert溫度傳感器、Burkert控制閥和其他組件通常安裝在裝置中難以觸及的地方。此外，這些設(shè)備通常又大又重——傳統(tǒng)的流量計(jì)和類似的閥門(mén)加起來(lái)可能立刻重達(dá) 18 至 20 千克。這些因素給日常生產(chǎn)中的安裝和后續(xù)保養(yǎng)造成困擾。

持續(xù)監(jiān)控并記錄過(guò)程

持續(xù)監(jiān)控葡萄糖的正確供給可保護(hù)生產(chǎn)過(guò)程并保證裝置可用性——同時(shí)盡可能減少人力使用。同時(shí)，它符合制藥行業(yè)的眾多規(guī)定和法規(guī)，這些規(guī)定和法規(guī)需要完整的測(cè)量參數(shù)文檔以實(shí)現(xiàn)明確的可追溯性。并非所有過(guò)程控制都能滿足如此多的要求。

安全、快速和自動(dòng)地調(diào)節(jié)生物反應(yīng)器

只有所有控制回路都*地運(yùn)作，您的設(shè)備才能確保高效的生產(chǎn)過(guò)程和高質(zhì)量的最終產(chǎn)品。德國(guó)Burkert閥門(mén)尺寸和控制回路敷設(shè)通常既復(fù)雜又耗時(shí)。第一，借助我們的Burkert閥門(mén)設(shè)計(jì)工具獲取適合您發(fā)酵過(guò)程的閥門(mén)解決方案；第二，我們?yōu)槟峁┙ㄗh，并為您整理挑選和標(biāo)注尺寸的產(chǎn)品；或我們?yōu)槟峁┩暾南到y(tǒng)解決方案，減少您在工程過(guò)程和制造過(guò)程中的耗費(fèi)，更有帶自動(dòng)化的解決方案。

Bürkert 系統(tǒng)解決方案的優(yōu)勢(shì)

在發(fā)酵過(guò)程中，不斷地將基質(zhì)送入生物反應(yīng)器，持續(xù)地提取最終產(chǎn)物。閉環(huán)控制回路確保需調(diào)節(jié)的參數(shù)始終盡可能精確地符合只定的設(shè)定值。對(duì)此有許多問(wèn)題需要克服，在傳統(tǒng)解決方案中生物反應(yīng)器存在的問(wèn)題：

連續(xù)直接測(cè)量與監(jiān)控

與傳統(tǒng)解決方案相比，Bürkert 解決方案設(shè)計(jì)了一個(gè)本地控制回路，可確保Burkert流量計(jì)和Burkert波紋管閥之間的直接交換。Burkert閥門(mén)基于 FLOWave 的信息調(diào)節(jié)要供給的培養(yǎng)液份量。連接的 PLC 不僅監(jiān)控過(guò)程，還會(huì)平衡供給分量與發(fā)酵罐的實(shí)際需求，其實(shí)際需求根據(jù)大量測(cè)量值算出。

實(shí)現(xiàn)靈活且緊湊的裝置設(shè)計(jì)

借助緊湊型 Bürkert 組件，可以實(shí)現(xiàn)特別節(jié)省空間且靈活的機(jī)器方案。此外，為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)在和未來(lái)的挑戰(zhàn)，Bürkert 還將現(xiàn)代數(shù)字連通性集成到其所有位置調(diào)節(jié)器中，例如PROFINET I/O或 IO-Link。這樣，組件可以無(wú)縫納入您的控制系統(tǒng)中，從而在許多方面最大限度地降低裝置的復(fù)雜性。

傳統(tǒng)解決方案：

DN1/2"：460 x 177 x 75 mm，

閥門(mén) DN 1/2"：242 x 327 x 147 mm

Bürkert 解決方案：

FLOWave(通徑 DN 1/2")：(50+92) x 250 x 158 mm

Bürkert 閥門(mén)(通徑 DN 1/2")：65 x (157+38) x 110 mm

降低研發(fā)和購(gòu)置的復(fù)雜性

與傳統(tǒng)解決方案相比，Bürkert 解決方案設(shè)計(jì)了一個(gè)本地控制回路，可確保流量計(jì)和波紋管閥之間的直接交換。Burkert閥門(mén)基于 FLOWave 的信息調(diào)節(jié)要供給的培養(yǎng)液份量。連接的 PLC 不僅監(jiān)控過(guò)程，還會(huì)平衡供給分量與發(fā)酵罐的實(shí)際需求，其實(shí)際需求根據(jù)大量測(cè)量值算出。

最大限度地減少安裝和調(diào)試時(shí)的耗費(fèi)

調(diào)試控制回路常常是一項(xiàng)耗時(shí)的任務(wù)。但是有些方法可以加快這個(gè)過(guò)程：大多數(shù) Bürkert 位置調(diào)節(jié)器中標(biāo)配的 Autotune（自整定）功能可確保調(diào)節(jié)器通過(guò)按下按鈕自動(dòng)適應(yīng)裝置中的情況。Bürkert 組件重量輕且結(jié)構(gòu)緊湊也有助于快速安裝——即使在難以觸及的地方。

節(jié)省安裝空間并減輕重量

對(duì)于傳統(tǒng)解決方案，如果以每個(gè)組件 DN ?" 的通徑為基礎(chǔ)，那么確保培養(yǎng)液經(jīng)調(diào)節(jié)供給到生物反應(yīng)器中的兩個(gè)組件的總重量約為 18.5 kg。相比之下，具有相同通徑的 Bürkert 解決方案的總重量?jī)H為 4.4 kg。借助 Bürkert 本地控制回路，可減輕約 14 kg 的重量。此外，該解決方案所需的安裝空間小得多，從而帶來(lái)更靈活的裝置方案、更短的安裝時(shí)間和更低的機(jī)器成本。

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