Sfondo dell'applicazione
Con il continuo sviluppo della produzione biofarmaceutica, della produzione di vaccini, delle colture cellulari e delle tecnologie di fermentazione microbica, i bioreattori sono diventati apparecchiature di produzione critiche che richiedono un controllo del processo sempre più preciso. Durante il processo di coltivazione, parametri come la pressione interna del recipiente, la pressione della tubazione di ingresso e uscita e la pressione di fornitura del gas influiscono direttamente sulle condizioni di crescita cellulare, sull'efficienza del trasferimento di gas-liquido e sulla stabilità complessiva del processo.
Il sistema bioreattore in questo caso viene utilizzato principalmente nella produzione biofarmaceutica. Attraverso la coltivazione asettica e le reazioni metaboliche dei terreni di coltura, consente la produzione su larga-scala dei prodotti target. A causa dei severi requisiti relativi agli standard igienici, al controllo asettico e alla stabilità del processo nei bioprocessi, gli strumenti di misurazione della pressione devono non solo fornire elevata precisione e affidabilità a lungo termine-ma anche soddisfare i requisiti di installazione igienica per ridurre al minimo i rischi di contaminazione.
Requisiti di misurazione del processo e sfide applicative
Durante il funzionamento del bioreattore, il sistema di tubazioni solitamente coinvolge più processi, tra cui il trasferimento del mezzo di coltura, la fornitura di aria/ossigeno, lo scarico dei gas di scarico e la pulizia e sterilizzazione CIP/SIP. Il monitoraggio della pressione in tempo reale-aiuta a determinare lo stato operativo del sistema, a regolare la pressione di fornitura del gas e a garantire un funzionamento sicuro entro l'intervallo di pressione progettato.
Le principali sfide in questa applicazione includono:
1. Elevati requisiti di igiene per prevenire i rischi di contaminazione
I processi di coltivazione biologica richiedono ambienti operativi estremamente puliti. Le parti bagnate degli strumenti a pressione che entrano in contatto con i fluidi di processo o le tubazioni devono avere eccellenti prestazioni igieniche, riducendo al minimo le zone morte e i materiali residui e supportando al contempo frequenti procedure di pulizia e sterilizzazione.
2. Variazioni significative di temperatura durante la pulizia e la sterilizzazione
I bioreattori vengono generalmente sottoposti a processi CIP (Clean{0}}in-Place) e SIP (Sterilization-in-Place). Durante queste procedure, l'apparecchiatura potrebbe essere sottoposta a sterilizzazione a vapore ad alta-temperatura, cicli rapidi di riscaldamento e raffreddamento e altre condizioni difficili, che pongono requisiti più elevati in termini di prestazioni di tenuta, resistenza alla temperatura e affidabilità a lungo-termine dei trasmettitori di pressione.
3. Risposta accurata a piccole variazioni di pressione
Durante la coltivazione delle cellule, la pressione all'interno del serbatoio viene solitamente mantenuta entro un intervallo relativamente basso. Tuttavia, piccole fluttuazioni di pressione possono influenzare l’efficienza dello scambio di gas e le condizioni di coltivazione. Pertanto, lo strumento di pressione deve fornire un'elevata sensibilità e prestazioni di uscita stabili.
Soluzione
Per soddisfare i requisiti di monitoraggio della pressione del bioreattore e del sistema di tubazioni, LEEG SMP858Trasmettitore di pressione igienicoè installato nei punti critici di misurazione della pressione.
L'SMP858 adotta una tecnologia avanzata di rilevamento della pressione combinata con un design strutturale igienico. Può essere installato su condotte di ingresso del gas del bioreattore, condotte di circolazione e condotte di trasferimento del processo per ottenere il monitoraggio in tempo reale-delle variazioni di pressione.
In termini di progettazione strutturale, il trasmettitore adotta una struttura di parte bagnata saldata e completamente sigillata-, riducendo efficacemente il rischio di residui di fluido. La connessione al processo igienica supporta i comuni metodi di installazione del tipo-a fascetta utilizzati nelle industrie biofarmaceutiche, consentendo un'installazione, una rimozione e una manutenzione pratiche e soddisfacendo al contempo i requisiti dei sistemi di tubazioni di processo puliti.
Nel frattempo, SMP858 offre eccellenti prestazioni di compensazione della temperatura, mantenendo un'uscita di misurazione stabile durante le fluttuazioni di temperatura nei processi di coltivazione e nei cicli di sterilizzazione, fornendo un supporto dati affidabile per i sistemi di controllo dei processi automatizzati.
Configurazione dell'applicazione del prodotto
Attrezzatura per l'applicazione:
Sistema bioreattore/serbatoio di fermentazione
Posizioni di monitoraggio:
• Monitoraggio della pressione delle tubazioni di processo del bioreattore
• Monitoraggio della pressione delle condotte di alimentazione del gas
• Monitoraggio della pressione delle condotte di trasferimento della circolazione
• Monitoraggio della pressione delle condotte di trattamento dei gas di scarico e di coda
Prodotto applicato:
Trasmettitore di pressione igienico SMP858
Caratteristiche principali:
• Design strutturale igienico adatto ad ambienti di processo puliti
• Misurazione della pressione ad alta-stabilità per requisiti di funzionamento continuo
• Sono disponibili molteplici opzioni di connessione al processo igienico
• Struttura saldata completamente sigillata per ridurre i rischi di residui di materiale
• Supporta segnali di comunicazione 4-20 mA e HART
• Adatto per applicazioni di misurazione della pressione nei settori biofarmaceutico, alimentare e delle bevande e della fermentazione
Risultati dell'applicazione
Installando SMP858Trasmettitore di pressione igienico, il sistema bioreattore può ottenere il monitoraggio continuo dei parametri critici di pressione e trasmettere dati in tempo reale-al sistema di controllo per la regolazione automatizzata del processo.
Durante la coltivazione, gli operatori possono regolare l'erogazione del gas, le condizioni di agitazione e i parametri di controllo dello scarico in base alle variazioni di pressione, migliorando la controllabilità del processo. Allo stesso tempo, una misurazione della pressione stabile e affidabile aiuta a ridurre le fluttuazioni anomale e a migliorare la coerenza della produzione da lotto a lotto.
Questa soluzione fornisce un approccio igienico al monitoraggio della pressione per i sistemi di bioreattori e può essere ampiamente applicata nella produzione biofarmaceutica, nella produzione di vaccini, nella coltura cellulare, nell'ingegneria della fermentazione e in altre apparecchiature di processo, fornendo un supporto dati affidabile per la produzione intelligente e il controllo avanzato del processo.
