B. Braun Biotech / Sartorius Biostat Q

Braun Biostat Q — czteronaczyniowy multifermentor 0,5/1 l z DCU3

Źródło: B. Braun Biotech — broszura BIOSTAT Q udostępniona przez Yumpu.

Każde z czterech autoklawowalnych naczyń szklanych ma 0,5 albo 1 l objętości całkowitej i jest prowadzone niezależnie.

Kompletny system obejmuje jednostkę zasilającą, konsolę z napędem magnetycznym, wyjmowaną tacę naczyń, pompy perystaltyczne, przepływomierze gazu, media pomocnicze i cyfrowy kontroler. Broszura Biostat Q jednoznacznie mówi o DCU3, niezależnej regulacji czterech naczyń, do czterech receptur na naczynie i zintegrowanym interfejsie hosta RS-422.

Późniejszy Qplus występuje w konfiguracjach 3-, 6-, 9- i 12-naczyniowych, ma inną wieżę, 15-calowy HMI i rozbudowaną automatykę.

Granice modelu i problem Q-DCU2

W historycznej broszurze nazwa produktu brzmi Biostat Q, a kontroler jest opisany jako DCU trzeciej generacji. Instrukcja operatorska DCU3 w rozdziale o ustawieniu terminala wymienia obudowę stołową BIOSTAT MD-DCU3, Q-DCU2.

• nazwę z tabliczki i ekranu startowego; - numer typu i seryjny jednostki sterującej; - wersję software z menu Info; - oznaczenia procesora, kart I/O i PC Card; - liczbę i pojemność naczyń; - wersję właściwej instrukcji.

Niniejsza szczegółowa analiza cyfrowa dotyczy konfiguracji Q z DCU3 opisanej w broszurze.

Konfiguracja czterech naczyń

Broszura wymienia cztery autoklawowalne naczynia szklane. Każde jest wyposażone w sensory temperatury, pH i DO, sparger, filtry oraz porty dodatków. Do wyboru były naczynia o objętości całkowitej 0,5 albo 1 l.

Publikacje procesowe pokazują 0,5 l, 0,75 l i 0,8 l rzeczywistego wsadu w naczyniach nazywanych 1-litrowymi. Są to objętości pracy, nie trzy nowe modele. Wartość 1 l w broszurze jest objętością całkowitą, więc headspace pozostaje częścią konstrukcji.

W jednej pracy cztery naczynia miały po 500 ml objętości roboczej w eksperymencie beztlenowym. W innej pojedynczy 1-litrowy tor prowadzono z 750 ml.

Źródło: University of Strathclyde — rozprawa z figurą 2.1 przedstawiającą BIOSTAT Q.

Naczynie, taca i autoklawowanie

Naczynia są umieszczane na wyjmowanej tacy nad konsolą napędu.

Naczynia Biostat B-DCU, MD, BF i Q są sterylizowane w autoklawie poza kontrolerem.

Napęd magnetyczny

Konsola stosuje napęd magnetyczny, co eliminuje mechaniczne przejście wału przez pokrywę w typowej konfiguracji. Publikacja o porównaniu sond określa mieszanie Biostat Q jako magnetyczne i pokazuje proces przy 300 rpm. Inne badanie Pichia pracowało przy 500, 750 i 1000 rpm, a badanie drożdży Zygosaccharomyces przy 1500 rpm.

Wartości z procesów dowodzą zdolności obserwowanych konfiguracji; nie tworzą jednej gwarantowanej tabeli napędu.

Temperatura

Korelacja z drugim czujnikiem i dynamiką wszystkich czterech torów jest przydatna do detekcji.

pH i pompy

Jednostka zasilająca zawiera pompy perystaltyczne dla kwasu i zasady. DCU steruje pH niezależnie w każdym naczyniu. Publikacje potwierdzają automatyczne dodawanie KOH w procesach batch i chemostat.

Tlen rozpuszczony i gazowanie

Dla hodowli komórkowej oferowano opcjonalny system mieszania gazów i specjalne impellery.

W procesie tlenowym utrzymywano DO powyżej 30% przy 1 l/min i 1500 rpm. W procesie anaerobowym naczynia przepłukiwano azotem bez tlenu.

Piana i poziom

Kontrola piany lub poziomu była opcjonalna.

Niezależność czterech torów

Najważniejszą właściwością Q jest niezależność pomiarów, regulatorów i progów alarmowych dla każdego naczynia.

Ekran DCU3 używa funkcji CHANGE UNIT do cyklicznego przełączania widoku naczyń.

Receptury

DCU3 w Biostat Q pozwala stworzyć i przechowywać do czterech receptur na każde naczynie.

DCU3: hardware

Instrukcja opisuje DCU3 jako przemysłowy 32-bitowy system mikroprocesorowy z magistralą VME. Funkcje pomiarowe i regulacyjne są implementowane programowo.

Źródło: B. Braun Biotech — broszura BIOSTAT Q udostępniona przez Yumpu.

Wersje software

BAEDCU3 – Rev. 4.6 – 0504 i G.02.03.00/2 8827801 są identyfikatorami dokumentów. Wersja software i konfiguracja funkcjonalna są wyświetlane w menu Info.

Software został według broszury opracowany w systemie jakości zgodnym z wytycznymi GAMP.

Hasła i logowanie zdarzeń

Broszura wymienia opcjonalny trójpoziomowy system haseł DCU3, który kontroluje dostęp oraz rejestruje zdarzenia i działania użytkowników.

Instrukcja ogólna DCU3 opisuje także standardowy system haseł z domyślnym hasłem 9, przywracanym po software reset.

RS-422 i host

Broszura wskazuje zintegrowany interfejs hosta RS-422. Instrukcja podaje dla Micro-MFCS domyślnie RS-422, 9600 baud, 7 bitów danych, parzystość even, 1 bit stopu i adres 1–8.

Te parametry są punktem identyfikacji, nie gwarantowaną nastawą Q.

RS-422 jest nieszyfrowanym kanałem szeregowym bez silnej tożsamości urządzenia.

Ethernet — tylko po potwierdzeniu

Ogólna instrukcja DCU3 przewiduje opcjonalny Ethernet i adres IP DCU. Broszura Biostat Q eksponuje RS-422, a nie Ethernet. Nie można więc uznać sieciowego portu za standard tego modelu.

Pasywne przechwycenie ruchu i dokument interfejsu są silniejszym dowodem niż obecność gniazda RJ45.

Konwerter RS-422/Ethernet jest osobnym assetem. Jego firmware, hasło, tryb server/client, port i reguły zapory trafiają do CMDB.

MFCS/win

MFCS/win był opcjonalnym systemem nadrzędnym do wizualizacji i zarządzania danymi partii.

Zachowanie po zaniku zasilania

DCU3 odróżnia normalny restart od krótkiej awarii zasilania.

Test recovery obejmuje DCU, konsolę napędu, pompy, media i host.

Cena i dostępność

Biostat Q jest urządzeniem legacy.

Wyniki pełnego researchu Sartorius i B. Braun

Model i generacja sterowania

Karta opisuje B. Braun Biotech / Sartorius Biostat Q. Udokumentowana skala: 4 naczynia; 0,5 lub 1 L całkowicie każde. Historyczne Biostat B/C/Q/ED/MD/UD występują z różnymi generacjami DCU oraz BioPAT MFCS. Typ DCU, porty i wydanie MFCS zależą od konkretnej konfiguracji i okresu produkcji.

Naczynie lub disposable, control tower, lokalny panel, komputer SCADA i integracja DCS są odrębnymi elementami systemu. Logo B. Braun, Sartorius Stedim albo Sartorius wskazuje okres dokumentacji, lecz nie zastępuje identyfikacji control tower i firmware.

Platformy Sartorius

Biobrain jest współczesną platformą STR Generation 3 i Biostat RM. Oficjalne materiały opisują lokalne wykonywanie receptur, PAT, OPC UA, integrację z systemami nadrzędnymi, wsparcie antywirusowe i zabezpieczony zdalny serwis. Biobrain Supervise agreguje procesy, alarmy i dane z urządzeń połączonych przez OPC UA.

Oficjalny stos technologiczny Biobrain; dotyczy współczesnych STR Generation 3 i RM.

Oficjalny diagram integracji Biobrain z warstwą nadrzędną.

Oficjalny widok platformy Biobrain Supervise.

Dodatkowy materiał ilustracyjny

Źródło: oficjalny materiał producenta lub instrukcja wskazana w podpisie. Biostat B/DCU — historyczny lokalny HMI jako oznaczony kontekst generacyjny.

Źródło: oficjalny materiał producenta lub instrukcja wskazana w podpisie. Biostat B-DCU — oficjalna mapa łączności jako kontekst DCU.

Źródła

• B. Braun Biotech International — broszura Biostat Q
• Sartorius BBI Systems — Operators Handbook DCU3, Rev. 4.6-0504
• Oxford Academic — Biostat Q 1 l, proces 0,8 l i napęd magnetyczny
• Virginia Tech — Biostat Q 1 l, proces 750 ml i zakres obserwowanych rpm
• FEMS Yeast Research — Biostat Q, 0,8 l, 1 l/min i 1500 rpm
• ResearchGate — cztery naczynia Biostat Q po 500 ml w procesie anaerobowym
• University of Strathclyde — konfiguracja BIOSTAT Q, figura 2.1