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Alimentación continua y regulada con exactitud de nutrientes a un biorreactor
Un biorreactor debe ofrecer el mayor rendimiento de producto posible. Esto requiere un control preciso de todos los parámetros importantes, como la concentración de nutrientes, la temperatura o el contenido en oxígeno, para favorecer de manera óptima la fermentación. Descubra cómo garantizar unos procesos seguros y reproducibles en su fermentador con nuestras soluciones a partir de válvulas y sensores a medida.
Los desafíos que presenta el proceso de fermentación
Durante el transcurso de un proceso de fermentación, se van añadiendo constantemente sustratos al biorreactor y se va extrayendo de él el producto final. Un circuito cerrado de control garantiza que los parámetros que deben controlarse estén siempre dentro de los valores de consigna preestablecidos. Son varios los desafíos que habrá que afrontar:
Toma de muestras
Descarga de gas
Alimentación de nutrientes
Recolección de células
PLC
Material biológico
35 °C - 37 °C (temperatura óptima de crecimiento)
Biocatalizadores (células o enzimas)
Productos
Solución de nutrientes
Regulación del caudal
Alimentación de gas: Durante el proceso de fermentación se utilizan cuatro gases diferentes: Oxígeno O₂, nitrógeno N₂, dióxido de carbono CO₂ y aire. Para lograr un crecimiento óptimo del producto final, deben controlarse de forma óptima.
Desafíos y problemas con las soluciones tradicionales
El sistema de cultivo del fermentador está sujeto a una continua alimentación de las células. El proceso bioquímico reacciona de una forma extraordinariamente sensible al cambio en los parámetros. Por eso, nunca se debe añadirse un exceso o un defecto de solución de alimentación. Si se altera el proceso, todos los productos añadidos resultarán inservibles, lo que supondrá unos elevados constes en términos de dinero y tiempo debido a retrasos. Para regular la alimentación de forma continua, se suelen utilizar válvulas de membrana, si bien no son especialmente idóneas para tareas de regulación.
Para que la fermentación transcurra de forma fiable, es importante que los ciclos de producción y limpieza estén separados entre sí de forma segura. La contaminación producida por gérmenes externos o por fluidos de procesos CIP hará que el lote completo de producto fermentado sea inservible. Para evitar elevados e innecesarios costes, en las instalaciones tradicionales generalmente se utilizan instrumentos de medida tipo Coriolis para controlar el caudal, aunque son equipos pesados y poco manejables, y los costes en bombas se disparan.
Los caudalímetros, sensores de temperatura, válvulas reguladoras y otros componentes se encuentran generalmente en lugares de difícil acceso de su instalación. Además, los equipos suelen ser grandes y pesados (un caudalímetro convencional y su correspondiente válvula pueden llegar a pesar juntos entre 18 y 20 kilogramos). Normalmente, estos factores dificultan tanto el montaje como el posterior mantenimiento en el día a día de la producción.
Una supervisión continua de la correcta adición suplementaria de glucosa servirá para asegurar el proceso de producción y garantizar la disponibilidad de la instalación con el menor coste posible en personal. Además, lo hará cumpliendo con las numerosas regulaciones y disposiciones impuestas por la industria farmacéutica, que exigen una documentación exhaustiva de los parámetros de medición para poder disponer de una trazabilidad clara. No todas las regulaciones de procesos son capaces de cumplir con tantos requisitos.
Regule sus biorreactores de forma segura, rápida y automatizada con unos sistemas hechos a medida
Solamente mediante unos circuitos de control que funcionen perfectamente podrán sus máquinas garantizar unos procesos de producción eficientes y de la más alta calidad. El dimensionamiento de las válvulas y el diseño de los circuitos de control son a menudo tareas complejas y pesadas. En una primera fase, eche un vistazo a nuestra herramienta de diseño de válvulas, para descubrir qué solución se adapta mejor a su proceso de fermentación. En una segunda fase, estaremos encantados de asesorarle personalmente y de presentarle unos productos perfectamente seleccionados y dimensionados para usted.
Alternativamente, le ofreceremos unas soluciones de sistema completas que minimicen los costes de sus procesos de ingeniería y fabricación, de forma automatizada. ¡Habla directamente con nuestros expertos!
Alimentación de gas
Regulación del caudal
Toma de muestras
Descarga de gas
PLC
Válvula de fuelle incluido posicionador ELEMENT
FLOWave Tipo 8098
Solución de nutrientes
Las ventajas de la solución de sistema de Bürkert:
Al contario de lo que sucede con las soluciones tradicionales, la solución de Bürkert incluye un circuito de control local que garantiza un rápido intercambio entre el caudalímetro y la válvula de fuelle. La válvula regula la cantidad de solución de alimentación añadida a partir de la información que le proporciona el FLOWave. El PLC conectado no solo supervisa el proceso, sino que también sincroniza las cantidades alimentadas según la necesidad real del fermentador, que se miden a partir de una serie de valores medidos. Solución convencional: Solución Bürkert:
Con los compactos componentes Bürkert, podrá disponer sus máquinas de una forma más compacta y flexible. Para que pueda estar perfectamente equipado y así afrontar con garantías los desafíos tanto presentes como futuros, Bürkert integra en todos sus reguladores de posición la más moderna conectividad digital, por medio de IO-Link o de buses de campo de alta calidad. Así, podrá conectar sus componentes en las proximidades del proceso, minimizando la complejidad de su instalación en todos los aspectos.
Solución convencional: Solución Bürkert:
Solución convencional: DN1/2“: 460 x 177 x 75 mm; valve DN 1/2“: 242 x 327 x 147 mm Solución Bürkert: FLOWave (diámetro nominal DN 1/2“): (50+92) x 250 x 158 mm; válvula Bürkert (diámetro nominal 1/2“): 65 x (157+38) x 110 mm
Las soluciones para el control de procesos fluídicos de Bürkert están diseñadas a la medida de las necesidades específicas de su proceso de fermentación. Tanto si se trata de productos individuales perfectamente seleccionados y dimensionados, o de circuitos de control completos que reducen la complejidad de sus procesos de ingeniería y fabricación. Con unas soluciones de sistema de este tipo, conseguirá reducir los costes totales, ya que no tendrá que comprar cada uno de los componentes por separado.
La puesta en marcha de los circuitos de control suele ser una tarea que requiere mucho tiempo. Aunque existen otras maneras de acelerar el proceso: La función Autotune, incorporada de serie en la mayoría de los reguladores de posición Bürkert, garantiza una adaptación automática del regulador a las características de la instalación simplemente apretando un botón. El reducido peso y el compacto formato de los componentes Bürkert contribuyen a un montaje rápido, incluso en lugares de difícil acceso.
Solución convencional: Solución Bürkert:
Ahorre espacio constructivo y reduzca el peso
En las soluciones tradicionales, el peso total de los componentes responsables de la alimentación regulada de nutrientes al biorreactor es de unos 18,5 kg, si partimos de unos diámetros nominales de DN ½“. Por el contrario, el peso total de las soluciones Bürkert utilizando los mismos diámetros nominales es de únicamente 4,4 kg. De modo que, gracias al circuito de control local de Bürkert, reducirá el peso de su sistema alrededor de 14 kg. Además, esta solución requiere mucho menos espacio, lo que supone un diseño de su instalación más flexible, unos tiempos de montaje más cortos y unos costes en maquinaria más bajos.
Con nuestro configurador (Logistic Configurator) de puede dimensionar fácilmente y con precisión las válvulas de asiento inclinado, globo y de diafragma (ON-OFF y control) con actuadores neumáticos y electromotores.
La resistApp de Bürkert le será de gran ayuda a la hora de buscar materiales compatibles, y además recoge información acerca de la resistencia química de elastómeros, plásticos y metales para diversos medios, bien sean líquidos o gaseosos.
