استارتاپهای زیستفناوری هنگام تبدیل دستاوردهای آزمایشگاهی به تولید تجاری با چالشهای بزرگی روبهرو هستند. شرکت زیستفناوری String Bio که در بنگلور مستقر است، گاز متان را به محصولات باارزش برای تغذیه کشاورزی و دام تبدیل میکند. ABB چارچوب اتوماسیون صنعتی موردنیاز برای توسعه این فرایند منحصربهفرد تخمیر گازی را فراهم میکند. کنترل پیشرفته فرایند، ثبات عملیاتی را تضمین میکند، آمادگی برای ورود به بازار را سرعت میبخشد و ریسکهای عملیاتی را کاهش میدهد.
بهینهسازی تخمیر گازی پیچیده از طریق سیستمهای کنترل توزیعشده
تخمیر گازی برای حفظ شرایط زیستی مطلوب به مدیریت دقیق فرایند نیاز دارد. String Bio نخستین تأسیسات تخمیر گازی در مقیاس تجاری آسیا را با استفاده از سیستمهای کنترل ABB اداره میکند. ابزار دقیق هوشمند بهطور پیوسته پارامترهای کلیدی مانند اکسیژن محلول، دما و سطوح pH را پایش میکند. گردآوری دادهها در زمان واقعی امکان تنظیمات خودکار و دقیق را در سراسر خط تولید فراهم میسازد. در نتیجه، اجرای خودکار ضمن حفظ بیشترین بازده زیستی، خطاهای عملیاتی انسانی را کاهش میدهد.
یکپارچهسازی معماریهای پیشرفته PLC و DCS برای زیستفرایند پیوسته
زیستفرایند پیوسته به همگامسازی یکپارچه میان تجهیزات میدانی و بسترهای مدیریت مرکزی نیاز دارد. ABB همه تجهیزات فرایندی را در یک معماری یکپارچه DCS به هم متصل میکند. حلقههای مقاوم PLC توالیهای برداشت، فیلتراسیون و بستهبندی پاییندستی را بهصورت مستقل مدیریت میکنند. اپراتورها داشبوردهای عملیاتی زنده را برای جلوگیری از آلودگی بچ و کنترل مصرف انرژی تحلیل میکنند. افزون بر این، ثبت دادههای تاریخی قابلیت ردیابی کامل را برای رعایت الزامات مقرراتی و گزارشدهی ممیزی فراهم میکند.
غلبه بر چالشهای توسعه صنعتی با اتوماسیون خودکار
توسعه زیستفرایندها از بچهای آزمایشی کوچک به تولید در حجم بسیار بالا، پیچیدگی مهندسی شدیدی ایجاد میکند. String Bio قصد دارد ظرفیت عملیاتی خود را فراتر از یک میلیون لیتر ظرفیت تخمیر گسترش دهد. بهکارگیری اتوماسیون استاندارد کارخانه، تکثیر تأسیسات را سرعت میبخشد و زمان ازکارافتادگی را کاهش میدهد. کنترل قابلاعتماد فرایند به String Bio امکان میدهد پروتئینهای معادل سویا را بهجای چند ماه، در چند ساعت تولید کند. بنابراین، نرمافزارهای کنترل مدرن شکاف میان نوآوری زیستی و عرضه تجاری را پر میکنند.
بینش صنعتی و تحلیل فنی
از دیدگاه اتوماسیون صنعتی، تخمیر گازی یکی از demandingترین کاربردهای زیستفرایندی به شمار میرود. کار با متان، خطرات ایمنی سختگیرانهای ایجاد میکند که در کنار کنترل استاندارد DCS، به سیستمهای ابزار دقیق ایمنی دقیق (SIS) نیاز دارد. کنترلکنندههای مستقل نمیتوانند نرخهای پیچیده انتقال جرم میان خوراکهای گازی و محیطهای مایع را بهطور مؤثر مدیریت کنند. یکپارچهسازی تجهیزات PLC در سطح لبه با سیستمهای متمرکز کنترل فرایند، کنترل کامل حلقههای واکنش حیاتی را در اختیار اپراتورها قرار میدهد. شرکتهای صنعتی فعال در حوزه تولید زیستی باید از همان ابتدا در معماریهای اتوماسیون ماژولار و غنی از داده سرمایهگذاری کنند تا توسعه سریع و بهینهسازی قابلاعتماد بازده تضمین شود.
سناریوهای کاربردی و موارد استفاده صنعتی
- تزریق دقیق گاز: حلقههای کنترل پیشرفته نرخ تزریق متان و اکسیژن را برای حفظ رشد مطلوب میکروارگانیسمها تنظیم میکنند.
- ردیابی خودکار بچ: نرمافزار مرکزی DCS دادههای تاریخی فشار، دما و بازده را برای رعایت الزامات مقرراتی ثبت میکند.
- برداشت پیوسته پاییندستی: سیستمهای بینایی و شیرهای خودکار، عملیات پیوسته جداسازی، فیلتراسیون و خشککردن را کنترل میکنند.
