Sartorius BIOSTAT CultiBag STR Plus 200 L Single SW (Generation 1)

BIOSTAT CultiBag STR Plus 200 L Single Wall jest historycznym jednorazowym bioreaktorem mieszadłowym o zakresie roboczym 50–200 l. Wersja SW jest systemem Heating Only: holder otaczają trzy zdejmowane elektryczne maty o łącznej mocy 2000 W, bez wodnego płaszcza i aktywnego chłodzenia. Dokładne kody pakietu Single to DHP200LOS1B3 dla 208 V i DHP200LOS1B4 dla 400 V.

Oficjalny widok rodziny 200 L. Sam render nie rozstrzyga termiki: exact Single SW potwierdzają kod DHP200LOS1B3/4, trzy przewody mat AS13–AS15 i brak wodnych przyłączy DW. Źródło: Sartorius — BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L.

Identyfikacja i granice karty

Kod zamówieniowy precyzyjnie rozdziela konfiguracje. DHP200LOS1B3/4 oznacza Disposable Hardware, skalę 200 l, jednostki objętości, sensory optyczne, mieszanie Single oraz B — holder z heating blankets. Cyfra 3 oznacza 208 VAC 50/60 Hz, a 4 — 400 VAC 50/60 Hz. Litera J wskazywałaby Double Wall z wodnym jacketem, pompą i zaworem chłodzenia.

Karta nie obejmuje DHP200LOS2B3/4 z wieżą Twin i dwoma holderami 200 L, mieszanego DHP250LOS2B3/4 50/200, wariantu DW, późniejszego STR2 200 ani Generation 3 z Biobrain lub DeltaV. Nazwa „Generation 1” jest późniejszym określeniem porządkującym. W dokumentach epoki występują nazwy BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L i BIOSTAT STR 200.

W ogłoszeniach STR 200 często oznacza sam holder albo urządzenie innej generacji. Rozpoznanie wymaga zdjęć tabliczki tower i holdera, kodu pakietu, strony z przyłączami, napędu oraz Major Components List. Brak wodnych quick couplings i obecność trzech wyjść grzałek odróżniają SW funkcjonalnie, nawet gdy etykieta jest nieczytelna.

Parametry exact-model

Tabela producenta potwierdza 280 L total, 50–200 L working, 20–150 rpm, zakres SW ambient–40°C, Ethernet, cztery RS-232 i cztery external. Kolumna obejmuje także DW, dlatego termikę trzeba wiązać z kodem B. Źródło: Sartorius — BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L.

Holder i trzy strefy grzejne

Holder jest elektropolerowaną stalową konstrukcją na kołach, z dwiema półkolistymi drzwiami, oknem frontowym i bocznymi otworami na porty worka. Ma około 923 × 754 × 1800 mm i waży 143 kg. Pełny proces dodaje do tego do 200 kg medium, worek i osprzęt, więc obciążenie eksploatacyjne przekracza około 340 kg.

Dolna mata ma 1000 W, dwie górne po 500 W. Instrukcja bezwzględnie zabrania podłączania dwóch górnych mat przed osiągnięciem 100 l medium. Warunek chroni folię przed lokalnym przegrzaniem powyżej lustra cieczy. W tower Single odpowiadają im złącza AS13, AS14 i AS15; w wariancie DW są opisane jako no function.

Ochrona nie może polegać wyłącznie na wartości LEVEL wyświetlanej w HMI. Po zamianie wejść, błędzie wagi, stale value lub wymuszeniu sterownik może uznać warunek 100 l za spełniony. Odbiór powinien sprawdzić fizyczną kolejność mat, etykiety przewodów, mapę I/O, blokadę przy 99 i 101 l oraz stan po zaniku energii.

W standardowym SW nie ma pompy obiegowej, zaworu cooling water ani płaszcza. Przyłącza termostatów wody widoczne po stronie DW są nieaktywne. Jeżeli używany egzemplarz ma dołożony zewnętrzny układ chłodzenia, jest to modyfikacja projektowa wymagająca osobnego P&ID i oceny, nie właściwość modelu bazowego.

Ryzyka termiczne specyficzne dla SW

SW może aktywnie grzać, lecz schładza się tylko przez straty do otoczenia lub rozwiązanie zewnętrzne. Zakres ambient–40°C oznacza, że system nie zapewnia zejścia poniżej temperatury pomieszczenia. Dla procesu egzotermicznego margines chłodzenia trzeba wykazać testem, a nie samą zgodnością setpointu.

Mata może ulec przerwaniu, zwarciu, rozwarstwieniu albo powstać hotspot wskutek złego przylegania. Czujnik Pt100 mierzy medium w jednym miejscu i nie zawsze wykryje lokalną temperaturę folii. Inspekcja obejmuje rezystancję izolacji, ciągłość, ślady przegrzania, zagniecenia, złącza, moc rzeczywistą i rozkład temperatury podczas testu z wodą.

Po lewej exact tower STR 200 SW: AS13–AS15 są trzema matami; porty wodne nie pełnią funkcji. Po prawej DW ma termostaty cooling-water inlet/outlet. Źródło: Sartorius — Operating Instructions BIOSTAT STR 50–1000, SBT6010-e-197.

Worek, porty i test szczelności

CultiBag STR 200 ma objętość całkowitą 280 l, zakres roboczy 50–200 l i proporcję H:D około 2:1. Zawiera dwa fabrycznie zamontowane mieszadła, overlay, sparger, dip tube, bottom drain, porty pH, DO i Pt100, needleless sampling oraz sześć linii feed/inoculation. Top ma dwa gas-in i jeden gas-out z filtrami sterylnymi.

Instrukcja opisuje ULDPE jako powierzchnię folii kontaktową z medium, PC/PET dla części wewnętrznych, PE dla portów oraz platynowany silikon i TPE w przewodach. Właściwa deklaracja dla konkretnego procesu wynika z SKU, partii i certyfikatu worka. Materiał późniejszego Flexsafe nie powinien być automatycznie przypisywany starszemu CultiBag.

Leak test wykorzystuje bag tester fleece; dla 200 L numer to DZ200L-SBIT. Test potwierdza szczelność w określonym momencie i warunkach. Należy zachować identyfikator testera, wersję metody, pressure profile, wynik, operatora i czas. Uszkodzenie podczas późniejszej instalacji może wystąpić mimo prawidłowego wyniku wejściowego.

Instalacja worka 200 L wymaga dwóch osób. Drain przeprowadza się przez dolny otwór, top port centruje pod ramieniem, a boczne porty układa bez naprężenia. Dociśnięcie drzwi na przewodzie lub skręcenie folii może wywołać awarię mechaniczną, której DCU4 nie zarejestruje.

Napęd i geometria mieszania

Standard wykorzystuje dwa trójłopatowe wirniki segmentowe i zakres 20–150 rpm. Opcja ma dolny sześciopłatowy wirnik dyskowy i górny segmentowy, z limitem 110 rpm według instrukcji. Po restore błędne przypisanie wariantu worka może pozostawić limit 150 rpm dla konfiguracji przeznaczonej do 110 rpm.

Napęd jest górny i magnetycznie sprzężony z wałem worka. Ramię 50/200 L ma regulację wysokości; instrukcja wymaga jego opuszczenia do właściwego ogranicznika oraz kontroli szczeliny przy top porcie. DCU4 rampuje prędkość. Normalna procedura zatrzymania prowadzi przez obniżenie do 10 rpm, odczekanie i dopiero dezaktywację regulatora.

BIOSTAT CultiBag STR Plus 200 użyty w oficjalnej nocie CHO. Materiał potwierdza skalę i architekturę procesu, lecz nie identyfikuje jednoznacznie termiki widocznego egzemplarza; nie jest więc dowodem SW bez kodu pakietu. Źródło: Sartorius — Large scale cultivation of CHO cells.

Gazowanie i routing

Wieża rozdziela overlay i sparger. Standardowo ma sześć rotametrów 2,3–23 L/min: po dwa tory air i CO2 oraz po jednym O2 i N2. Opcjonalnie można zamówić do sześciu MFC 0,4–20 L/min. Kody exact-scale to DS200L-SBMAO, DS200L-SBMAS, DS200L-SBMCO, DS200L-SBMCS, DS200L-SBMOS i DS200L-SBMNS.

Air oraz CO2 są dostępne w overlay; air, N2, O2 i CO2 w spargerze. Soft button BB-8804099 pozwala ręcznie przekierować O2/N2 między drogami. Funkcja zmienia fizyczne miejsce wprowadzenia gazu, więc jej stan musi być częścią audit trail albo dodatkowego dziennika operacyjnego.

Schemat producenta pokazuje zawory, MFC, rotametry, routing overlay/sparger i opcjonalne soft buttons. Rzeczywistą obecność MFC potwierdza MCL oraz tabliczka kanału. Źródło: Sartorius — BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L.

Instrukcja ogranicza całkowite gazowanie do 0,2 vvm, czyli 40 L/min przy 200 l, a microsparger do 0,1 vvm, czyli 20 L/min. Limity worka, zakres MFC i nastawa procesu są trzema różnymi wartościami. Kaskada DO może zmieniać rpm i udziały gazów, dlatego ocena wymaga jej kolejności stopni, ograniczeń, deadband oraz kierunku działania.

Exhaust i ochrona niskociśnieniowego worka

Pressure sensor BB-8804062, kabel 3 m BB-8804093 i safety valve BB-34163124 chronią worek razem z drożnym exhaust. Grzałka filtra 50/200 L występuje jako BB-8804088 dla 230 V oraz BB-8804087 dla 24 V od serialu 400/09. To istotna granica rewizji hardware.

Opcjonalny single-use exhaust cooler 50/200 ma oznaczenie DS200L---EC; kit instalacyjny to BB-34161835, a pompa kondensatu BB-34161837. Niewłaściwe podłączenie, zatrzymanie pompy, kondensacja lub wyłączenie heatera może zatkać filtr i zwiększyć pressure mimo poprawnego przepływu zadawanego przez DCU4.

Detekcja koreluje pressure PV, przepływy, stan zaworów, temperaturę heatera, kondensat, drożność filtrów i safety valve. Test alarmu nie powinien narażać worka; prowadzi się go kontrolowaną metodą producenta na wodzie lub przy użyciu symulatora.

Sensory, pompy, wagi i akcesoria

Karta produktu przewiduje optyczne disposable pH w zakresie 5,5–8,5, optyczne DO 0–100%, Pt100 w tulei i pressure. Klasyczne sondy pH/DO są opcją z amplifierem DS200L-SBAC. Lista części wskazuje Pt100 BB-8804037, clamps BB-8804039 i BB-8804030 oraz sensor holder 200 L BB-8804033.

Trzy zintegrowane pompy perystaltyczne na stronę można przypisać do acid, base i substrate/feed; do dwóch dalszych jest opcją. Analogowa wewnętrzna WM 313 ma numer 8847983, a zewnętrzna WM 323 — 8843970. Do dwóch wag można łączyć bezpośrednio, lecz typ, zakres i protokół zależą od dostawy.

Tabela wiąże sześć kanałów MFC z funkcją gazową oraz podaje soft button, amplifier i pompy WM 313/323. Są to możliwości exact-scale, nie gwarantowany BOM. Źródło: Sartorius — BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L.

Dla pompy dowodem dozowania jest zmiana masy, a nie tylko sygnał RUN. Dla MFC zapisuje się producenta, model, serial, gaz kalibracyjny, full scale, jednostkę i współczynnik. Dla sensorów zachowuje się wartości przed/po kalibracji, standard, operatora, czas i pomiar offline.

BioPAT ViaMass jako opcja Gen 1

Instrukcja BioPAT ViaMass wprost rozróżnia Hardware Gen 1. Elektronika ma numer BPV0001, holder Gen 1 SSS000032, przewód ODU–M12 3 m SSS000038 albo 5 m SSS000039, a kod supportu platformy — DZ-------AD1.

Preamplifier łączy się po napełnieniu do minimalnego working volume, czyli 25% maksimum: dla 200 L jest to 50 l. Pozostaje podłączony do końca procesu. ViaMass ma własne zasilanie, wyrównanie potencjałów, kalibrację i tor komunikacyjny, dlatego należy go ewidencjonować jako osobny komponent, nie tylko „sensor biomasy”.

DCU4: funkcje, hasła i wymuszenia

DCU4 jest cyfrowym systemem pomiarowo-regulacyjnym z dotykowym HMI. Standardowe widoki obejmują Main, Trend, Calibration, Control Loops, Settings, alarmy, logbook oraz Manual Operation. Funkcje zależą od zamówienia; niewidoczny kanał może nie istnieć albo być wyłączony konfiguracją.

Settings ma pola Hardware, Firmware i Configuration. Przykładowa nazwa Microbox PC420 w podręczniku nie jest dowodem BOM każdej wieży. Exact CPU, płyta, RAM, storage, OS, bootloader i build aplikacji pozostają do ustalenia na egzemplarzu.

Historyczny podręcznik DCU4 podaje standardowe hasło 19, customer-specific password i oddzielne hasło Service. Nie należy zakładać, że 19 nadal działa, ale jego publikacja wymusza kontrolę poświadczeń, zakresów uprawnień i procedury resetu. Dostęp fizyczny do HMI jest częścią granicy bezpieczeństwa.

Manual Operation ma najwyższy priorytet i może odłączyć sygnał od normalnej logiki, symulować wejścia oraz bezpośrednio sterować wyjściami lub regulatorami.

Trend, logbook i Failtime

Trend wyświetla do sześciu zmiennych w oknach 1, 12, 24, 36 lub 72 godzin. Podręcznik wskazuje, że dane lokalnego trendu nie są utrwalane. Logbook jest lokalnie nieedytowalny, lecz jego zawartość znika po wyłączeniu zasilania.

Failtime rozdziela zachowanie po krótkim i długim zaniku energii. System może kontynuować z ostatnimi wartościami albo przejść do stanu bazowego. Dokładna wartość, jednostka i zachowanie mat, napędu, gazów oraz pomp są częścią konfiguracji konkretnej wieży.

Jeśli bezpieczeństwo pozwala, przed restartem fotografuje się Main, alarmy, Trend, logbook, pętle, Settings, Manual Operation i czas urządzenia. Test recovery wykonuje się na wodzie dla przerw krótszych i dłuższych od Failtime, w tym przy poziomie tuż poniżej i powyżej 100 l, aby zweryfikować blokadę górnych mat.

Ethernet, RS-232, external i MFCS

Karta modelowa wymienia Ethernet, cztery RS-232 i cztery external. Nie podaje uniwersalnej listy protokołów, portów TCP/UDP, kont ani szyfrowania. BioPAT MFCS/DA zapewniał online acquisition, sample management, plotting, export i programming interface; przewidywano upgrade do MFCS/Win.

Inwentaryzacja obejmuje MAC, IP, maskę, gateway, port switcha, VLAN, peers, host MFCS, stację serwisową, konwertery serial i każde external I/O. Samo odłączenie Ethernetu nie izoluje sygnałów analogowych i binarnych. Aktywne skanowanie starej wieży wykonuje się dopiero w postoju lub na zapasie.

Warstwa MFCS ma osobny OS, bazę, wersję aplikacji, licencje i konta usługowe. Backup DCU4 nie zastępuje kopii bazy ani instalatorów. Plan recovery obejmuje konfigurację tower, obraz nośnika, instalatory, licencje, dane MFCS, sterowniki interfejsów i udokumentowany test odtworzenia.

Firmware, elektronika i storage

Identyfikacja wymaga fotografii Settings, tabliczek, raportu serwisowego i oznaczeń elektroniki po bezpiecznym odłączeniu. Nośnik obrazuje się z write blockerem, zachowując oryginał. Dla konfiguracji logicznej zapisuje się narzędzie, wersję eksportu, serial źródła, czas, SHA-256 i wynik restore.

Wymiana sterownika lub nośnika przez serwis może zmienić BOM bez zmiany frontu tower. Dlatego karta urządzenia powinna mieć chronologię napraw i hashe kolejnych backupów. Różnica nie musi oznaczać sabotażu, ale zawsze wymaga wyjaśnienia.

CVE i granice atrybucji

Mapowanie podatności zaczyna się od BOM: producent, product ID, hardware revision, firmware, OS, biblioteki, usługi i wersja MFCS. Następnie porównuje się advisories. Dla komponentów bez CPE bada się konfigurację, uwierzytelnienie, usługi, integralność aktualizacji i reakcję na błędny ruch w kontrolowanym środowisku.

Ustalonymi ryzykami konfiguracyjnymi są historyczne hasło 19, uprzywilejowany Manual Operation, ulotny logbook, wejścia serial/external oraz zależność stanu po restarcie od Failtime. Zabezpieczenia kompensacyjne mają znaczenie niezależnie od numeru CVE.

Proces CHO jako materiał diagnostyczny

Nota SBT1004-e151102 pokazuje pracę platformy 200 L z CHO przy 100 rpm i 0,01 vvm. Są to nastawy konkretnego przebiegu, nie limity ani receptura uniwersalna. Materiał jest przydatny, bo łączy trendy inline z pomiarami offline i zdarzeniami obsługowymi.

Wykres oficjalnej noty 200 L przedstawia gęstość i żywotność w czasie. Nie rozstrzyga wariantu termicznego widocznej instalacji. Źródło: Sartorius — Large scale cultivation of CHO cells.

Glukoza, mleczan i pH pokazują potrzebę korelacji sensorów online, próbek oraz dozowania. Źródło: Sartorius — Large scale cultivation of CHO cells.

Opisany w nocie spadek pH po opróżnieniu NaOH pokazuje, że aktywny regulator i komenda pompy nie dowodzą podania zasady. Należy korelować masę zbiornika, pracę pompy, drożność węża, kierunek, pH inline i próbkę offline. Jest to użyteczny wzorzec dla awarii i celowej manipulacji.

Scenariusze cyberfizyczne

Zmiana lub awaria	Potencjalny skutek SW	Sygnały rozstrzygające
fałszywy LEVEL >100 L	zbyt wczesne włączenie górnych mat	waga, objętość, stan AS13–AS15, pobór prądu
forcing Pt100	przegrzanie przy poprawnym HMI	niezależna temperatura, output, termografia
zły limit rpm	shear lub rozłączenie sprzęgła	wariant worka, command, feedback, prąd, drgania
przekierowanie O2/N2	inna odpowiedź DO/CO2	soft button, zawory, MFC, fizyczny routing
symulacja pH/DO	błędna kaskada i dozowanie	Manual Operation, kalibracja, próbka offline
pusty reagent	pompa RUN bez dawki	masa, wąż, bilans cieczy, trend pH
zatkanie exhaust	wzrost pressure	heater, cooler, kondensat, filtr, safety valve
blackout	stan zależny od Failtime	UPS, switch, czas DCU4, stan po starcie
restore z innego modelu	aktywacja funkcji DW/Twin albo złe I/O	MCL, kod pakietu, macierz kanałów, test fizyczny

Najbardziej charakterystycznym zagrożeniem SW jest zależność grzania od poziomu. Kontrola powinna alarmować o poborze mocy górnych mat przy objętości poniżej 100 l nawet wtedy, gdy HMI raportuje inny LEVEL. Dla wszystkich pętli zestawia się PV, SP, output, feedback i niezależny pomiar.

Segmentacja i hardening

DCU4 powinien pracować w osobnej strefie OT bez routingu do Internetu. Do hosta MFCS dopuszcza się tylko potwierdzone przepływy między znanymi adresami. Dostęp serwisowy odbywa się z zarządzanej stacji w oknie zmian, z rejestrem operatora i zakresem prac.

Minimum obejmuje zmianę historycznych poświadczeń, kontrolę hasła Service, allowlistę hostów, wyłączenie nieużywanych portów switcha, monitoring MAC, backup offline, kontrolę nośników i dual control dla Manual Operation. Przewody trzech mat, LEVEL, Pt100, pressure, napędu i MFC powinny być opisane i zabezpieczone przed pomyłką.

Półka cenowa i zakup wtórny

Historyczny BIOSTAT STR Gen1 200 SW pozostaje w segmencie P5 ze względu na specjalistyczną automatykę, kwalifikację i skutki awarii.

Akwizycja dowodów i odtwarzanie

Bezpieczeństwo ludzi oraz worka ma pierwszeństwo. Jeśli stan pozwala utrzymać zasilanie, przed restartem fotografuje się HMI, alarmy, Trend, logbook, pętle, Settings, Manual Operation i czas. Równolegle zabezpiecza się bazę MFCS, logi hosta, switcha, firewall i UPS.

Stan fizyczny obejmuje położenie mat, przewody AS13–AS15, objętość, wagi, temperaturę, termografię, routing gazów, poziomy reagentów, pressure, kondensat i napęd. Każdy eksport otrzymuje serial źródła, czas, operatora, narzędzie i SHA-256.

Luki do uzupełnienia na egzemplarzu

Priorytetowe źródła obiektowe to kod DHP200LOS1B3/4, MCL, tabliczki, ekran Settings, backup, electrical diagrams, raport serwisowy, licencje MFCS i pasywny ruch. Każda niewiadoma pozostaje oznaczona; nie wypełnia się jej specyfikacją sąsiedniej generacji.

Źródła

• Sartorius — BIOSTAT CultiBag STR Plus 200L — exact kody Single SW, trzy maty, 50–200 L, gazy, MFC, pompy, sensory, interfejsy i MFCS/DA.
• Sartorius — Operating Instructions BIOSTAT STR 50–1000, SBT6010-e-197 — wymiary, SW/DW, próg 100 L, instalacja, części, leak test i exhaust.
• Sartorius — DCU4-System für Biostat STR, 85037-541-70 — hasło 19, Settings, Manual Operation, Failtime, Trend, logbook i konta.
• Sartorius — BioPAT ViaMass for Biostat STR — exact Gen 1, BPV0001, SSS000032, przewody ODU–M12 i próg 25%.
• Sartorius — Large scale cultivation of CHO cells, SBT1004-e151102 — proces 200 L, 100 rpm, 0,01 vvm i przykład utraty dozowania NaOH.
• Manualzz — BIOSTAT STR Operating Instructions — niezależna kopia instrukcji rodziny i spis funkcji DCU4.