Processos reproduzíveis para a fermentação

Em processos de fermentação, a regulação das quantidades de gás é crucial para a qualidade do produto. Apenas quando as bactérias ou outros materiais biológicos conseguem o alimento certo é que eles podem proliferar. As quantidades de gás devem ser adaptadas às necessidades das culturas em constante proliferação. Este processo deve ser controlado de forma precisa e reprodutível. Os dados para a dosagem de gás também devem ser reprodutíveis e acessíveis a qualquer momento, bem como documentáveis. Os controladores de vazão mássica (MFC), calibráveis para vários gases diferentes, exploram novas possibilidades. Eles podem ser combinados com todos os componentes necessários para formar sistemas de controle de gás (caixa de gás) prontos para conexão e podem então ser facilmente integrados nos fermentadores como um sistema completo.

O sistema de controle de gás completo, pronto para conexão precisa de metade do espaço de montagem em comparação com as soluções anteriores.

Aplicação de fermentadores flexíveis na indústria

O grupo empresarial ZETA, com sede na Áustria, perto de Graz, é especialista em soluções personalizadas de processo e procedimento. Como fornecedor de tecnologia para a indústria biotecnológica e farmacêutica, ZETA projeta, fabrica, instala e digitaliza soluções especificamente para clientes de empresas renomadas em todo o mundo. Um exemplo disso é o uso dos fermentadores flexíveis que podem ser usados em muitas aplicações, graças a diferentes processos de gaseificação. A reprodutibilidade dos processos individuais de fermentação é garantida por soluções de automação adaptadas a aplicação, procedimentos CIP/SIP padronizados e estratégias de controle definidas. Para a regulação dos gases necessários à fermentação, tais como o ar, oxigênio, nitrogênio ou dióxido de carbono, a ZETA usa os MFCs da Bürkert. 

Desde componentes únicos até o sistema individual de controle de gás

Os MFCs são projetados como dispositivos compactos e consistem em componentes de sensor de fluxo e eletrônica de regulagem, assim como em uma válvula proporcional como atuador. O sensor térmico MEMS ligado diretamente ao fluxo de gás alcança tempos de reação rápidos e a máxima precisão de medição com calibração estável por muito tempo. Dessa forma, os dispositivos garantem uma regulação muito sensível e precisa, independente das variáveis de perturbação, tais como variações de pressão ou resistências de fluxo que surgem temporariamente. Todas as peças que entram em contato com o fluido são feitas de aço inoxidável e os MFCs estão em conformidade com a USP Class VI, 21CFR177 e podem ser fornecidos com o certificado 3.1 de acordo com DIN EN 10204. Nos fermentadores, os MFCs não são lutadores solitários. Eles podem ser calibrados em até quatro gases diferentes, que são então disponibilizados para o processo conforme necessário. Para isso, são posicionadas três válvulas solenoide depois de cada MFC para direcionar os gases para os pontos de conexão desejados no fermentador. Dessa forma, é garantida uma flexibilidade máxima no fornecimento do gás para o respectivo organismo. Pode ser adaptado dinamicamente às exigências do processo através da formulação.

Um único fornecedor: componentes, armário de distribuição e engenharia

O sistema de controle de gás, que está alojado em um corpo acessível pela parte dianteira, dependendo da área de aplicação e fluxos de gás necessários, é composto por quatro a seis MFCs, cada um com três válvulas solenoide certificadas para os diferentes gases, bem como as válvulas de retenção necessárias. Para atender às aplicações (por exemplo laboratório, produção) e evitar custos desnecessários, o sistema de controle de gás individual é fornecido com dois níveis de certificação diferentes. Para fermentadores em plantas de produção da indústria farmacêutica ou bioquímica, as linhas de gás também devem atender às necessidades mais elevadas em relação à biocompatibilidade dos materiais usados e aos componentes que entram em contato com o fluido. Outra vantagem é o processo de aquisição simples do sistema completo da caixa de gás no fornecedor. Você recebe a documentação de sistema completa incluindo de todos os certificados em um único fornecedor.

Comissionamento simples graças ao fornecimento pronto para conexão

Os construtores de plantas somente precisam conectar o fornecimento de corrente e fluidos. Resumindo, o desenvolvimento dos sistemas individuais de controle de gás para os fermentadores correu bem. Como em todo o processo, houve ainda um ou outro desafio a superar. Assim, o sistema de barramento da Bürkert baseado no CANopen foi adaptado à unidade de controle dos fermentadores. Os MFCs comunicam agora via Profinet com a unidade de controle da camada superior. As válvulas de retenção usadas também foram modificadas para o uso em sistemas de controle de gás, pois foi constatado que durante a operação essas válvulas provocavam oscilações nos MFCs, o que prejudicava a qualidade de controle. A solução: a mola da válvula de retenção foi removida, a função permaneceu intacta e a causa das oscilações foi removida.