Prüfung von Sensoren für gelösten Sauerstoff in der Aquakultur mit Osmo-Systemen

Die Nachfrage nach nachhaltigen Meeresfrüchten war noch nie so groß wie heute, doch die Aquakulturindustrie steht nach wie vor vor erheblichen Herausforderungen bei der Optimierung der Wasserqualitätsüberwachung. Herkömmliche Sensorlösungen sind nach wie vor teuer, komplex und lassen sich nur schwer in großem Maßstab einsetzen. Osmo Systems strebt mit seinem innovativen „Osmobot“ danach, die Aquakultur zu verbessern, indem es ein kostengünstiges, benutzerfreundliches und kontinuierliches System zur Überwachung der Wasserqualität bereitstellt. Um jedoch genaue Messungen des gelösten Sauerstoffs zu erzielen – ein entscheidender Faktor in der Aquakultur –, war ein Durchbruch bei den Kalibrierungstechniken für die Prüfung von Sensoren für gelösten Sauerstoff erforderlich. Hier kam das Fachwissen des FusionFlow™-Teams von Alicat ins Spiel. Die FusionFlow-Ingenieure ermöglichten einen hochpräzisen Mehrpunkt-Kalibrierungsprozess, indem sie ein maßgeschneidertes Gasmischsystem entwarfen, das genau auf die besonderen Anforderungen des Osmobot zugeschnitten war. Diese Zusammenarbeit optimierte die Forschungs- und Entwicklungsarbeit von Osmobot und brachte das Unternehmen näher an nachhaltige und skalierbare Lösungen für die Aquakultur heran. Das FusionFlow-Team spielte eine entscheidende Rolle dabei, Osmo Systems bei der Weiterentwicklung seines Osmobot-Sauerstoffsensors zu unterstützen, und ebnete damit den Weg für einen neuen Überwachungsstandard in der Aquakulturindustrie.

Meeresfrüchte sind die einzige Quelle für tierisches Eiweiß, die der Mensch noch in großem Umfang jagt. Bestehende Lösungen zur Qualitätsüberwachung in der Aquakultur liefern nicht genügend Daten, um den Landwirten zu helfen, hochwertige Erträge zu erzielen. Die derzeit verwendeten Wasserqualitätssensoren sind diskrete Probenehmer, ihre Bedienung erfordert qualifizierte Arbeitskräfte und ist teuer. Das erste Ziel von Osmobot ist die Entwicklung einer kostengünstigen Lösung zur Qualitätsüberwachung, die einfach zu handhaben ist und kontinuierlich Daten liefert.

“Die Regenerationsrate natürlich vorkommender Meeresfrüchte kann mit der steigenden Nachfrage nicht Schritt halten und gefährdet die Gesundheit der Ozeane weltweit. Die Aquakultur ist die Lösung zum Schutz des Lebens in den Ozeanen weltweit. Leider ist die Aquakulturbranche noch nicht ausgereift genug und verfügt nicht über die richtigen Instrumente, um die gewaltige Aufgabe zu bewältigen, eine nachhaltige Quelle für Meeresfrüchte zu schaffen. Die Mission von Osmobot ist es, die richtigen Instrumente zu entwickeln, die es der Aquakultur ermöglichen, nachhaltig und so effizient wie möglich zu werden.” — Zach Stein, CEO – Osmo Systems

In der Aquakultur benötigen Züchter kostengünstige Sensoren, die an mehreren Standorten angebracht werden können, um eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung zu ermöglichen. Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Sensoren sind aufgrund der in anderen Branchen geforderten hohen Präzision mit hohen Kosten verbunden. Das unmittelbare Ziel von Osmobot ist die Entwicklung eines kostengünstigen Sensors für gelösten Sauerstoff, der in das Multiparameter-Sensorsystem des Unternehmens integriert werden kann. Die derzeitigen Standards zur Kalibrierung von Sauerstoffsensoren reichen für die Anforderungen von Osmobot nicht aus.

“Die meisten Sensoren verwenden heute eine 2-Punkt- oder eine Kalibrierungstechnik mit weniger als 5 Punkten, um ihre Sensoren anhand von Standardmodellen zu kalibrieren. Wir möchten unsere eigenen Modelle erstellen und dabei die Freiheit haben, problemlos mit Mehrpunktkalibrierungen zu forschen.” — Jacob Goldberg – Osmo Systems

Die Osmobot-Ingenieure erkannten schnell, dass die Verwendung von Gasflaschen mit vorgemischtem Gas unerschwinglich wäre. Sie beschlossen, ein dynamisches Gasmischsystem anzuschaffen, das Flexibilität und Kontrolle über die Gasmischungen bieten würde.

Osmobot hat viel Zeit und Energie auf die Suche nach Anbietern von Gasmischern verwendet, die das richtige System für das Unternehmen entwickeln konnten. Der F&E-Wissenschaftler von Osmobot sagt: "Alle Anbieter hatten gute Lösungen für die Gasmischung, aber sie waren teuer, reagierten langsam und hatten sehr lange Vorlaufzeiten. Osmobot hatte eine Reihe von spezifischen Anforderungen:

1. Ein modulares Gasmischsystem
2. Einfach zu bedienende Software, mit der Möglichkeit,:
   • Gas-Mix-Voreinstellungen haben
   • Zeitplan für die Interpolation zwischen mehreren Gasmischungsvoreinstellungen
   • Alle Datenparameter protokollieren
3. Ein kosteneffizientes System, das nur die Komponenten enthält, die sie benötigen
4. Hochpräzise und schnelle Massendurchflussregler, die mindestens eine Größenordnung genauer sind als die Spezifikation ihres Sensors
5. Technische Unterstützung bei der Konzeption des Systems und Unterstützung während und nach der Implementierung

Osmobot fand, dass alle ihre Bedürfnisse mit dem FusionFlow MXM-Gasmischsystem. Sie entwarfen ein System innerhalb von 2 Arbeitstagen, da sie die Kerntechnologie sehr gut beherrschten. Kurze Vorlaufzeiten und die kosteneffiziente Lösung gaben Osmobot das Vertrauen, ihren Gasmischungslieferanten innerhalb eines Tages nach Übermittlung des Angebots zu bestätigen.

"Joe Ancona (der Geschäftsführer von FusionFlow) war von Anfang an sehr transparent und hilfreich. Sein Wissen über Gasmischsysteme und seine informativen Beiträge gaben uns das Vertrauen, dass es gut sein würde, mit dem FusionFlow-Team zusammenzuarbeiten."

 

- Jacob Goldberg - Osmo Systeme

"Der Nutzen von FusionFlow ist unermesslich. Das FusionFlow-System hat es unserem Software-Team ermöglicht, unseren Kalibrierungsprozess vollständig zu automatisieren, was bedeutet, dass das, was früher ein ganzer Tag ständiger Arbeit war, jetzt mit einem Mausklick erledigt werden kann."

 

- Zach Stein, Geschäftsführer - Osmo Systems

Bei der Prüfung von Sauerstoffsensoren sind eine präzise Kontrolle des Sauerstoffgehalts im Wasser und die Möglichkeit, unterschiedliche Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff (DO) zu prüfen, von entscheidender Bedeutung. Mit den Fortschritten der FusionFlow-Mischer konnten sie ihre F&E-Ziele beschleunigen. Osmobot war in der Lage, eigene physikalische Modelle zu entwickeln, indem es 100- und 1000-Punkt-Kalibrierungen durchführte, um das gesamte System zu charakterisieren, was über die Standardtechniken mit niedriger Auflösung hinausgeht.

Nach Abschluss der Entwicklung ihres Sensors möchte Osmobot ihr derzeitiges Gasmischsystem aufrüsten, um seine Fähigkeiten zu erweitern, und weitere FusionFlow-Systeme hinzufügen, um die Massenproduktion ihrer Sensoren zu starten.

Für viele Arten von Gasanalysesensoren ist die Entwicklung von eine dynamische und flexible Methode zum Mischen von Gasen ist ideal, um den Empfindlichkeitsbereich des Sensors zu ermitteln, aber auch um einen hochauflösenden Kalibrierungsprozess mit vielen Charakterisierungspunkten zu ermöglichen. Die Empfindlichkeit, Dynamik und Präzision des FusionFlow MXM machen dies möglich.