Bailun Bio Single-use Stirred Bioreactor 50–2000 L

Bailun oferuje rodzinę jednorazowych bioreaktorów mieszadłowych o pojemności roboczej od 50 do 2000 L. Naczyniem procesowym jest zamknięty worek z integralnym mieszadłem, sterylizowany promieniowaniem gamma przed dostawą. Worek montuje się w stałym stalowym wsporniku, a mieszadło łączy z zewnętrznym napędem. Bieżąca karta produktowa producenta identyfikuje platformę symbolem YC-SU.

Rodzina obejmuje sześć wielkości: 50, 100, 250, 500, 1000 i 2000 L. Producent publikuje dla nich objętość roboczą, minimalną objętość roboczą, objętość całkowitą, liczbę łopat mieszadła oraz zakres prędkości obrotowej. Karta YC-SU uzupełnia te dane o dolny napęd magnetyczny, automatykę Siemens PLC + WinCC, układ gazowy, pompy, ważenie i podstawowe funkcje zarządzania danymi.

Bailun YC-SU — jednorazowy bioreaktor mieszadłowy w stalowym wsporniku. Źródło obrazu: icdn.tradew.com.

Identyfikacja platformy

Nazwa „Single-use Stirred Bioreactor” w broszurze opisuje rodzinę, natomiast YC-SU jest oznaczeniem modelowym używanym na aktualnej stronie produktu. Zakres 50–2000 L jest wspólny dla obu źródeł i wiąże bieżącą kartę YC-SU z tabelą wariantów opublikowaną w broszurze.

Warianty pojemności

Rezerwa w tabeli jest różnicą pomiędzy podaną objętością całkowitą i roboczą. Wynosi od 15,5 L w wariancie 50 L do 575 L w wariancie 2000 L. Minimalna objętość robocza stanowi dokładnie 20% oznaczonej objętości roboczej w każdym z sześciu wariantów.

Udział objętości roboczej w objętości całkowitej różni się między rozmiarami:

Wartości są ilorazami objętości roboczej i całkowitej z tabeli producenta.

Zakresy prędkości mieszadła

Dwa najmniejsze warianty pracują w zakresie 30–200 rpm. Dla 250 i 500 L górna granica wynosi 150 rpm, dla 1000 L — 110 rpm, a dla 2000 L — 75 rpm. Dolna granica zmienia się z 30 na 20 rpm pomiędzy wariantami 500 i 1000 L.

Wspólną cechą wszystkich rozmiarów jest pojedyncze mieszadło trójłopatowe. Karta YC-SU określa napęd jako dolny i magnetyczny. Broszura opisuje mieszadło jako integralną część jednorazowego worka, łączoną po instalacji z napędem urządzenia.

Worek, wspornik i napęd

Jednorazowy zespół procesowy zastępuje zbiornik szklany albo stalowy. Według opisu producenta zamknięty worek i mieszadło są wspólnie sterylizowane promieniowaniem gamma. Podczas przygotowania urządzenia worek jest umieszczany w stałym wsporniku, a następnie mieszadło jest sprzęgane z napędem.

Bieżąca karta YC-SU wymienia stal nierdzewną 304 jako materiał zewnętrznej osłony podtrzymującej worek. Fotografia produktu pokazuje cylindryczny wspornik z oknem inspekcyjnym, rurową instalację procesową, dolny zespół napędowy, pompę perystaltyczną oraz oddzielną część szafy elektrycznej.

Układ ważenia i regulacja temperatury

YC-SU jest wyposażany w czteropunktowy układ ważenia Mettler o deklarowanej przez producenta dokładności 3‰.

Temperatura jest stabilizowana przez obieg wody o stałej temperaturze. W zestawieniu podstawowych pętli sterowania temperatura występuje obok prędkości mieszadła, pH, tlenu rozpuszczonego, masy, odpieniania, dozowania i ciśnienia.

Gazy i pompy

Standardowa konfiguracja YC-SU ma trzy doprowadzenia gazu i sterowanie przepływem za pomocą przepływomierza masowego. Producent oferuje również konfiguracje niestandardowe. Karta podaje cztery pompy perystaltyczne jako wyposażenie standardowe.

Opis strony produktowej rozdziela blok 50–2000 l z workiem jednorazowym od bloku 1–10 l z naczyniem ze szkła borokrzemowego. YC-SU 50–2000 l ma trzy doprowadzenia gazu i worek sterylizowany promieniowaniem gamma; wariant szklany 1–10 l ma cztery doprowadzenia i jest sterylizowany w autoklawie.

Architektura sterowania

Producent wskazuje Siemens PLC + WinCC jako system sterowania YC-SU. PLC realizuje warstwę sterowania procesem, natomiast WinCC zapewnia operatorską prezentację i funkcje zarządzania danymi. Karta wymienia monitorowanie w czasie rzeczywistym temperatury hodowli, pH, DO, masy i ciśnienia.

Logiczny przepływ informacji opisany przez producenta można zapisać następująco:

1. czujniki dostarczają wartości temperatury, pH, DO, masy i ciśnienia;
2. Siemens PLC realizuje sterowanie procesowe;
3. WinCC prezentuje bieżące wartości, krzywe i ustawienia procesu;
4. dane są rejestrowane i dostępne do eksportu;
5. platforma obsługuje połączenie z nadrzędnym systemem SCADA do zarządzania danymi.

Ta struktura rozdziela co najmniej trzy klasy aktywów OT: sterownik PLC, środowisko operatorskie WinCC i nadrzędny system SCADA. Producent przedstawia Siemens PLC + WinCC jako część sekcji „Control System” konkretnej karty YC-SU.

Funkcje WinCC i danych

Na stronie YC-SU wymieniono następujące funkcje warstwy programowej:

• monitorowanie procesu w czasie rzeczywistym;
• prezentację krzywych;
• audit trail;
• zarządzanie uprawnieniami;
• ustawianie schematów, opisane w źródle jako scheme setting;
• rejestrowanie danych;
• eksport danych;
• połączenie z systemem SCADA do zarządzania danymi.

Funkcje istotne dla bezpieczeństwa IT obejmują zarządzanie uprawnieniami w warstwie operatorskiej, ślad audytowy oraz wymianę danych z systemem nadrzędnym.

Pochodzenie platformy YC-SU

Oficjalny katalog Yocell Biotechnology (Qingdao) przedstawia urządzenie oznaczone YC-SU. Fotografia w katalogu jest identyczna z głównym zdjęciem na karcie Bailun. Zgodne są także wyróżniające parametry: worek 3D, osłona ze stali 304, czteropunktowe ważenie Mettler o deklarowanej dokładności 3‰, wodny układ regulacji temperatury oraz monitorowanie temperatury, pH, DO, masy i ciśnienia.

Dokumentacja Bailun i Yocell opisuje model YC-SU identyczną fotografią oraz zgodnym zestawem wyróżniających parametrów.

Oprogramowanie bazowej platformy

Yocell opisuje oprogramowanie jako elastyczną platformę do kontroli procesu biologicznego oraz zarządzania danymi i informacjami. Zakres funkcji sterowania zależy od wyposażenia platformy. Dokumentacja wyróżnia pięć sposobów prowadzenia sterowania:

Ostatni tryb obejmuje pętle kaskadowe typowe dla kontroli hodowli. Katalog podaje trzy konkretne pary:

• prędkość obrotowa ↔ tlen rozpuszczony;
• gazowanie ↔ tlen rozpuszczony;
• dozowanie ↔ pH.

Yocell określa te relacje jako related control. Regulacja DO oddziałuje przez zmianę prędkości mieszadła i gazowania, a regulacja pH przez dozowanie.

Sterowanie sekwencyjne

Tryb sekwencyjny pozwala wstępnie ustawić wszystkie parametry dla co najmniej dziesięciu sekcji sterowania. Dokumentacja używa sformułowania „at least 10 control section”. Oznacza to strukturę wieloetapową, w której parametry procesu są przypisane do kolejnych odcinków przebiegu.

Katalog wymienia również automatyczne sterowanie segmentami z komputera. W warstwie danych odpowiada temu rejestrowanie przebiegu na osiach XY i prezentowanie zmian parametrów w czasie rzeczywistym. Operator otrzymuje widok zmian oraz zależności pomiędzy parametrami procesu.

Przetwarzanie danych

Katalog Yocell podaje szerszą listę funkcji danych niż karta handlowa Bailun. Oprogramowanie zapewnia wyświetlanie wartości w czasie rzeczywistym, rejestrowanie i analizę danych, wydruk wyników, zarządzanie hasłami, analizę stanów nieprawidłowych i alarmy graniczne.

System przechowuje, wyświetla i analizuje historyczne krzywe parametrów oraz prezentuje parametry raportu partii. Dane można kopiować bezpośrednio przez USB, a format zapisu jest zgodny z programem Excel.

W połączeniu z deklaracją Bailun o Siemens PLC + WinCC daje to konkretny profil platformy danych: sterowanie PLC, operatorska warstwa WinCC, historia parametrów, raportowanie partii, eksport przez USB i możliwość przekazania danych do nadrzędnego SCADA.

Konta i kontrola dostępu

Dokumentacja używa dwóch określeń związanych z dostępem: Bailun wymienia authority management, a Yocell — password management. Pierwsze opisuje zarządzanie uprawnieniami, drugie zarządzanie hasłami. Obie funkcje dotyczą warstwy oprogramowania YC-SU.

Funkcje bezpieczeństwa i danych obejmują:

• mechanizmu zarządzania uprawnieniami;
• mechanizmu zarządzania hasłami;
• śladu audytowego;
• raportowania partii;
• alarmów granicznych;
• eksportu danych przez USB;
• komunikacji z nadrzędnym SCADA.

Nośnik eksportowy i format danych

USB służy do kopiowania danych na wymienny nośnik eksportowy.

Zgodność z Excel dotyczy formatu danych eksportowanych.

Widoki operatorskie

Strona „Intelligent Software” katalogu Yocell zawiera pięć małych ekranów interfejsu. Pokazują one zestawienie danych, wykres historyczny, tabelę/listę ustawień oraz dwa synoptyczne widoki procesu z wizualizacją naczynia. Główny ekran „DATA SUM” ma kolumny dla kilku równoległych jednostek i wiersze parametrów takich jak agitacja, temperatura, pH, DO, ciśnienie, kwas, zasada, dozowanie i odpienianie.

Widoki potwierdzają ekranową obsługę wartości zadanych i stanów pracy oraz wieloparametrową prezentację procesu bazowej platformy YC-SU.

Łańcuch danych YC-SU

Na podstawie nazwanych komponentów i funkcji platformy łańcuch danych obejmuje:

YC-SU jest platformą PLC/SCADA z lokalnym HMI, funkcjami historii i fizycznym kanałem eksportu danych.

Parametry monitorowane i sterowane

Karta produktu rozróżnia parametry monitorowane w czasie rzeczywistym i szerszą listę podstawowego sterowania:

Skrót DO oznacza tlen rozpuszczony. Masa pochodzi z czteropunktowego układu Mettler. Prędkość odnosi się do dolnego mieszadła magnetycznego, którego dopuszczalne zakresy zależą od wybranego wariantu pojemności.

Granice danych dla wariantów

Tabela broszury przypisuje oddzielne wartości objętości i rpm każdemu z sześciu rozmiarów. Pozostałe parametry karta YC-SU publikuje dla całego zakresu 50–2000 L:

Dla wariantów 50 i 100 l górna granica wynosi 200 rpm, a dla wariantu 2000 l — 75 rpm.

Status handlowy

YC-SU jest prezentowany przez producenta jako bieżący produkt z formularzem zapytania ofertowego. Karta podaje warunki płatności Western Union lub T/T oraz deklaruje zakres napięć, częstotliwości i mocy dla rodziny. Produkt jest oferowany w konfiguracjach 50–2000 L. Producent oferuje dostosowanie układu gazowego.

Powiązane platformy producenta

Ta sama broszura przedstawia również Wave Bioreactor — mechanicznie odrębną platformę kołyskową. Parametry ruchu kołyskowego, sensorów optycznych i panelu dotyczą wyłącznie Wave.

Zestaw najważniejszych danych

Źródła

• Bailun Bio — YC-SU, oficjalna karta produktu Single-Use Bioreactor 50–2000 L
• Bailun Bio — broszura zawierająca tabelę Single-use Stirred Bioreactor
• Bailun Bio — bieżąca strona producenta
• Yocell Biotechnology — oficjalny katalog produktów z rozdziałami YC-SU i Intelligent Software