Cytiva Xcellerex XDR-50 MO

Xcellerex XDR-50 MO jest jednorazowym fermentorem mieszadłowym do wysokogęstościowych hodowli mikroorganizmów, pracującym w zakresie 25–50 L. Od klasycznego XDR-50 do hodowli komórkowej różni się trzema przegrodami, dwustopniowym mieszadłem, intensywniejszym torem gazowym i układem kondensacji gazów wylotowych.

Źródło: Cytiva, „Xcellerex XDR-50 MO fermentor system”, CY15048-28Jul20-DF, rys. 1; oznaczenie Xcellerex XDR-50 jest widoczne na zbiorniku, a dokument identyfikuje przedstawiony system jako wariant MO.

Granica modelu

Karta dotyczy fermentacyjnego XDR-50 MO. Cechy identyfikacyjne tej konfiguracji to zakres 25–50 L, trzy wyjmowane przegrody, dwustopniowe mieszadło Rushton/axial, dwa MFC do 1 VVM i skraplacz gazów wylotowych. Klasyczny XDR-50 cell-culture ma inną geometrię mieszadła i inne warianty worków. XDR-200 MO należy do tej samej rodziny microbial, lecz ma większą skalę.

Dokumentacja Cytiva opisuje również konfigurację dual-purpose, w której system może obsługiwać proces microbial albo cell-culture po zmianie jednorazowego zespołu i wyposażenia procesowego. W takim wariancie instalowane jest sześć MFC: dwa dla fermentacji i cztery dla hodowli komórkowej.

Zbiornik, przegrody i kontrola temperatury

Zbiornik podporowy jest wykonany ze stali nierdzewnej 304. Ma średnicę wewnętrzną 12 cali, stosunek wysokości do średnicy 1,5:1 i płaszcz z powierzchnią wymiany ciepła na ścianie oraz dolnej głowicy. Trzy zintegrowane load cells mierzą masę kultury. Trzy wyjmowane przegrody zwiększają turbulencję i ograniczają wirowanie całej objętości cieczy.

Opcjonalna TCU ma grzałkę 3 kW i agregat chłodniczy 1 HP. Konstrukcja płaszcza jest przeznaczona do odbierania ciepła powstającego podczas intensywnej fermentacji mikrobiologicznej.

Worek, sparger i materiały kontaktowe

Jednorazowy zespół worka ma warstwę kontaktową z polietylenu małej gęstości klasy USP VI. Zespół obejmuje przewody dodawania i odbioru cieczy, mieszadło ze spargerem, porty próbkowania i sond, czujnik ciśnienia oraz filtrowane linie gazowe. Sparger wykorzystuje osiem otwartych rur o średnicy 1/4 cala.

Bieżąca dokumentacja rodziny podaje ReadyKleer Microbial Bag 29713155. Starsza karta modelu wymienia standardowy bag assembly 29-0410-60 oraz możliwość zamówienia wariantu niestandardowego.

Dwustopniowe mieszadło

Napęd jest umieszczony pod zbiornikiem i przenosi moment magnetycznie. Mieszadło jest integralną częścią jednorazowego worka, bez wału przechodzącego przez pokrywę i bez dynamicznego uszczelnienia na granicy procesu.

Dolny stopień jest sześciopłatowym mieszadłem Rushtona, które rozprasza gaz i przekazuje dużą moc do cieczy. Nad nim pracuje mieszadło pitched-blade wytwarzające przepływ osiowy skierowany w dół. Producent podaje dla tej kombinacji transfer tlenu przekraczający 1000 mM/h.

Źródło: Cytiva, „Xcellerex XDR-50 MO fermentor system”, CY15048-28Jul20-DF, rys. 3.

Gazy, wydech i dozowanie cieczy

Dwa regulatory masowego przepływu obsługują powietrze i tlen; każdy ma maksymalny przepływ jednej objętości zbiornika na minutę. Karta producenta pokazuje klasyczną kaskadę fermentacyjną: najpierw wzrost prędkości mieszania, następnie przepływu powietrza, a potem udziału tlenu.

Skraplacz termoelektryczny usuwa wilgoć z gazu przed filtrem wylotowym. Chroni to filtr przy dużych przepływach gazu charakterystycznych dla fermentacji wysokogęstościowej. Standard obejmuje jeden podgrzewacz filtra; drugi jest opcją.

Źródło: Cytiva, „Xcellerex XDR-50 MO fermentor system”, CY15048-28Jul20-DF, rys. 2.

Szafę I/O można skonfigurować z maksymalnie czterema wewnętrznymi i dwiema zewnętrznymi pompami perystaltycznymi o regulowanej prędkości. Pompy mogą realizować dozowanie zasady w pętli pH, podawanie substratu, regulację poziomu i odbiór cieczy.

Pomiary procesu i szafa I/O

Worek zawiera czujnik ciśnienia. Temperatura jest mierzona podwójnym elementem RTD. Konfiguracja przyjmuje jedną albo dwie klasyczne sondy pH oraz jedną albo dwie polarograficzne sondy DO w stalowej obudowie.

Szafa I/O w wykonaniu NEMA 4X jest zbudowana ze stali nierdzewnej 304. Mieści przetworniki pH i DO, regulatory przepływu gazu, pompy, zasilacze, zabezpieczenia i pozostałe urządzenia polowe.

X-Station i oprogramowanie

X-Station jest mobilną konsolą z programowalnym sterownikiem Allen-Bradley, komputerem klasy serwerowej, ekranem dotykowym 19 cali, klawiaturą, myszą odporną na mycie i UPS. Jedna stacja może niezależnie i równocześnie mierzyć oraz sterować maksymalnie sześcioma fermentorami XDR-50 MO.

Źródło: Cytiva, „Xcellerex XDR-50 MO fermentor system”, CY15048-28Jul20-DF, ilustracja konsoli X-Station.

Historyczna karta dokładnego modelu wymienia Wonderware jako interfejs HMI i data historian. Platforma jest opisana szerzej w artykule AVEVA System Platform / Wonderware. Warstwa operatorska zapewnia rejestrację danych w czasie rzeczywistym, trendy, regulatory PID, mapping control, alarmy, receptury i tabele wartości zadanych.

Ekrany operatorskie

Widok Cascade pokazuje pętle wykorzystywane w kaskadzie fermentacyjnej i przyciski przypisywania wartości zadanej do kolejnego stopnia. Pasek nawigacji prowadzi m.in. do liquid management, setpoint table, PID face plate, alarm configuration, alarming, trending i recipe manager. Interfejs pokazuje także aktywnego użytkownika oraz przyciski Password, Logout i Shutdown.

Źródło: Cytiva China, opis wysokogęstościowej fermentacji w XDR-50 MO, ekran procesu z 24 września 2020 r.

Tabela wartości zadanych pozwala zdefiniować do 20 kolejnych kroków. Dla każdego kroku ekran udostępnia wartość zadaną, czas przejścia i wybór sposobu kontynuacji sekwencji.

Źródło: Cytiva China, opis wysokogęstościowej fermentacji w XDR-50 MO.

Łączność i integracja

PROFIBUS jest standardową magistralą komunikacji z urządzeniami polowymi oraz X-Station. Ethernet służy do połączenia z siecią lokalną i z innymi platformami automatyki. Oficjalna karta jako przykłady integracji wymienia systemy DeltaV, Honeywell i Siemens.

Panel operatorski, historian, PLC oraz połączenia z automatyką zakładową tworzą odrębne warstwy systemu. W dokumentacji modelu funkcje czasu rzeczywistego są przypisane do sterownika, a wizualizacja, rejestrowanie i obsługa receptur do komputera X-Station.

Wyniki pełnego researchu Cytiva, Pall, GE i Xcellerex

Model, generacja i automatyka

Karta opisuje Cytiva Xcellerex XDR-50 MO. Udokumentowana skala: 25–50 L roboczo. Nazwy Xcellerex, GE Healthcare Life Sciences, Pall Life Sciences i Cytiva występują w dokumentacji z różnych okresów; samo logo nie określa generacji sterowania.

Dokumentacja XDR-50 pokazuje X-Station z wizualizacją Wonderware i oddzielną szafą I/O. Wariant MO ma odrębne mieszanie, gazowanie i mapowanie I/O.

Naczynie lub holder, jednorazowy biocontainer, napęd, szafa I/O, panel OIT, stacja software i serwer danych są odrębnymi składnikami. Parametry automatyki są przenoszone między rozmiarami tylko wtedy, gdy ta sama instrukcja jawnie obejmuje oba modele.

Materiał ilustracyjny i interfejsy

Źródło: oficjalna dokumentacja producenta lub archiwalny materiał rodzinny opisany w podpisie. XDR‑50 — dokładny system.

Źródło: oficjalna dokumentacja producenta lub archiwalny materiał rodzinny opisany w podpisie. XDR‑50 — ekran przeglądu HMI X‑Station/Wonderware.

Źródło: oficjalna dokumentacja producenta lub archiwalny materiał rodzinny opisany w podpisie. XDR‑50 — ekran zarządzania cieczami.

Źródła

• Cytiva — Xcellerex XDR-50 MO fermentor system, CY15048-28Jul20-DF.
• Cytiva — Microbial fermentation in a single-use Xcellerex XDR-50 MO fermentor system.
• Cytiva — High-density E. coli fermentation in an XDR-50 MO.
• Cytiva — Xcellerex XDR-50 do XDR-2000 i bieżące numery worków.
• Cytiva China — karta rodziny XDR MO 50/200 L.
• Cytiva China — wysokogęstościowa fermentacja w XDR-50 MO.