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應用|生物反應器與發酵過程的PID精確補料系統
閱讀：2572 發布時間：2021-11-24
生物反應器應提供盡可能高的產出比。這需要精確調節所有重要參數，例如營養物質濃度、溫度或氧氣含量，以理想狀態支持發酵。借助量身定制的Burkert閥門和Burkert傳感器解決方案確保發酵罐中的過程安全、可再生。
發酵過程中的挑戰
在發酵過程中，不斷地將基質送入生物反應器，持續地提取最終產物。閉環控制回路確保需調節的參數始終盡可能精確地符只定的設定值。對此有許多問題需要克服，在傳統解決方案中生物反應器存在的問題：
避免不正確的計量并確保過程可靠性
發酵罐中的培養系統接受連續的細胞供給。生化過程對于變化的參數反應非常敏感。因此，絕不能供給過少或過多的培養液。如果過程受到干擾，所有補充的物質都將無法使用，從而導致不必要的成本和時間延誤。為了調節連續供給，經常使用隔膜閥，但其不具有優異的調節特性。
A：營養物質供給過少；B：正確的營養供給；
C：營養物質供給過多
清除污染
為了使發酵可靠地運作，重要的是將生產循環和凈化循環安全地彼此分開。外來細菌或 CIP 介質帶來的污染會使整批發酵產品無法使用。為了避免不必要的高額成本，在傳統裝置中經常使用科里奧利測量設備來控制流量，但這些設備沉重且不易使用還提高了泵送成本。
優化組合性和安裝耗費
德國Burkert流量計、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，這些設備通常又大又重——傳統的流量計和類似的閥門加起來可能立刻重達 18 至 20 千克。這些因素給日常生產中的安裝和后續保養造成困擾。
持續監控并記錄過程
持續監控葡萄糖的正確供給可保護生產過程并保證裝置可用性——同時盡可能減少人力使用。同時，它符合制藥行業的眾多規定和法規，這些規定和法規需要完整的測量參數文檔以實現明確的可追溯性。并非所有過程控制都能滿足如此多的要求。
安全、快速和自動地調節生物反應器
只有所有控制回路都*地運作，您的設備才能確保高效的生產過程和高質量的最終產品。德國Burkert閥門尺寸和控制回路敷設通常既復雜又耗時。第一，借助我們的Burkert閥門設計工具獲取適合您發酵過程的閥門解決方案；第二，我們為您提供建議，并為您整理挑選和標注尺寸的產品；或我們為您提供完整的系統解決方案，減少您在工程過程和制造過程中的耗費，更有帶自動化的解決方案。
Bürkert 系統解決方案的優勢
在發酵過程中，不斷地將基質送入生物反應器，持續地提取最終產物。閉環控制回路確保需調節的參數始終盡可能精確地符合只定的設定值。對此有許多問題需要克服，在傳統解決方案中生物反應器存在的問題：
01
連續直接測量與監控
與傳統解決方案相比，Bürkert 解決方案設計了一個本地控制回路，可確保Burkert流量計和Burkert波紋管閥之間的直接交換。Burkert閥門基于 FLOWave 的信息調節要供給的培養液份量。連接的 PLC 不僅監控過程，還會平衡供給分量與發酵罐的實際需求，其實際需求根據大量測量值算出。
02
實現靈活且緊湊的裝置設計
借助緊湊型 Bürkert 組件，可以實現特別節省空間且靈活的機器方案。此外，為了應對現在和未來的挑戰，Bürkert 還將現代數字連通性集成到其所有位置調節器中，例如PROFINET I/O或 IO-Link。這樣，組件可以無縫納入您的控制系統中，從而在許多方面最大限度地降低裝置的復雜性。
傳統解決方案：
DN1/2"：460 x 177 x 75 mm，
閥門 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(通徑 DN 1/2")：65 x (157+38) x 110 mm
03
降低研發和購置的復雜性
與傳統解決方案相比，Bürkert 解決方案設計了一個本地控制回路，可確保流量計和波紋管閥之間的直接交換。Burkert閥門基于 FLOWave 的信息調節要供給的培養液份量。連接的 PLC 不僅監控過程，還會平衡供給分量與發酵罐的實際需求，其實際需求根據大量測量值算出。
04
最大限度地減少安裝和調試時的耗費
調試控制回路常常是一項耗時的任務。但是有些方法可以加快這個過程：大多數 Bürkert 位置調節器中標配的 Autotune（自整定）功能可確保調節器通過按下按鈕自動適應裝置中的情況。Bürkert 組件重量輕且結構緊湊也有助于快速安裝——即使在難以觸及的地方。
05
節省安裝空間并減輕重量
對于傳統解決方案，如果以每個組件 DN ?" 的通徑為基礎，那么確保培養液經調節供給到生物反應器中的兩個組件的總重量約為 18.5 kg。相比之下，具有相同通徑的 Bürkert 解決方案的總重量僅為 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，從而帶來更靈活的裝置方案、更短的安裝時間和更低的機器成本。
