Massendurchflussregler für Bioprozessanwendungen

In diesem Leitfaden geben wir einen Überblick über die Verwendung von Massendurchflussreglern in der Bioprozesstechnik, vergleichen dann vier Alicat Massendurchflussregler und empfehlen Geräte für verschiedene Einstellungen und Anwendungen - Benchtop-Forschung, Pilotanlagen und kommerzielle GMP-Produktion.

Die Massedurchflussmesser und -regler von Alicat sind in hohem Maße konfigurierbar und bieten Ihnen die Möglichkeit, Ihr Gerät an hochspezifische Anwendungsanforderungen anzupassen. Für Bioprozessanwendungen umfasst dies spezifizierte Massendurchflussregler für Bioreaktoren mit dem Schwerpunkt auf Skalierbarkeit und Arbeit innerhalb eines streng kontrollierten regulatorischen Rahmens.

Sie können wie immer anrufen, E-Mail, oder ein Formular ausfüllen um Ihre Anwendung genauer zu beschreiben und eine Empfehlung von unserem Anwendungstechnik-Team zu erhalten.

Massendurchflussregler in der Bioprozesstechnik

Die MC-Serie von Alicat berechnet den Massendurchfluss mit differenzdruckbasierte laminare Strömungstechnikwährend die BASIS-Massendurchflussregler von Alicat mit MEMS-Thermotechnik.

MEMS-Thermoregler bieten mehrere Vorteile:

• Unglaublich kleine Stellfläche
• Erhältlich in Konfigurationen mit Verteiler/Gasmischer
• Günstige Preise für ein leistungsstarkes Produkt

MC-Controller bieten aber noch einige andere wichtige Vorteile:

• <1 ms Aufwärmzeit und <10 ms Reaktionszeit
• Umweltstabilität, keine Schwankungen der Umgebungstemperatur oder des Umgebungsdrucks (d. h. keine Klimaanlage, die im Labor eingeschaltet wird)
• Für kleine Aufkantungen geeignet

Hinweise zur Skalierbarkeit

MC-Massedurchflussregler sind bis auf 0,01% des Skalenendwerts wiederholbar und für eine breite Palette von Durchflüssen erhältlich. Dies bedeutet, dass nur eine kleine Anzahl von MC-Reglern für alle Durchflüsse benötigt wird, von den niedrigen mL/min-Durchflüssen für 1-Liter-Bioreaktoren bis zu den großen (Hunderte oder Tausende) L/min-Durchflüssen für 2.000- und 20.000-Liter-Bioreaktoren. Da Einweg-Bioreaktoren eine noch nie dagewesene Flexibilität und Skalierbarkeit für die Kultivierung mit sich gebracht haben, konnten die Alicats den neuen Durchflussanforderungen gerecht werden.

Hinweise zur Einhaltung von Vorschriften

Wenn Gase in einen Bioreaktor strömen, befinden sich die Durchflussregler stromaufwärts des Reaktors und außerhalb der sterilen Hülle, was bedeutet, dass Materialüberlegungen in erster Linie eine Funktion der lokalen SOP und nicht der FDA-Richtlinien sind. MC-Durchflussregler können mit Durchflusspfaden aus Edelstahl 316L und Viton-Elastomeren der USP-Klasse VI gebaut werden, um den in ASME BPE-2016 festgelegten Standard für medienberührte Materialien zu erfüllen. MC-Regler kann nicht autoklaviert oder einem CIP/SIP-Verfahren unterzogen werden. Die MC-Serie kann mit Ethanol gereinigt werden, und wir empfehlen den Einsatz von Filtern, um die Gefahr von Partikelablagerungen im Gerät zu verringern.

Vergleich der Geräte

Es gibt vier Hauptproduktlinien, die für die Bioprozesstechnik relevant sind: BASIS MEMS thermische Massedurchflussmesser und -regler, Massedurchflussmesser und -regler der M- und MC-Serie, korrosionsgeschützte Massedurchflussmesser und -regler der MS- und MCS-Serie sowie Massedurchflussmesser und -regler der Bio-Serie.

Alle Alicat-Geräte und -Lösungen werden mit einer lebenslangen Garantie und Support geliefert: Kalibrierung, Service und Anwendungsingenieure, die Ihnen bei allen Fragen zur Seite stehen.

*Die Spezifikationen entsprechen der M(C)-Serie bei Verwendung des Standardsensors und der M(C)S-Serie bei Verwendung des 316L-Edelstahlsensors

BASIS Massendurchflussregler und -zähler

BASIS Controller und Messgeräte von Alicat benötigen die kleinste Stellfläche, bieten aber dennoch eine erstklassige Leistung. Die Controller bieten blitzschnelle Reaktion bei minimaler Stellfläche und Kosten. Diese Geräte sind ideal für die Steuerung der Durchspülung in Benchtop-Bioreaktoren, insbesondere in einer Verteilerkonfiguration.

Massendurchflussregler der MC-Serie und Massendurchflussmesser der M-Serie

M(C)-Serie Geräte sind unser Standardsatz an Messgeräten und Steuerungen. Sie sind zuverlässig, wiederholbar, genau, präzise und hochgradig konfigurierbar (siehe die Tabelle oben und die technischen Datenblätter für Details). Diese Geräte werden in einer unglaublich breiten Palette von Anwendungen erfolgreich eingesetzt - in der Bioprozessindustrie, bei der Prüfung von Ventilatoren, bei der chemischen Gasphasenabscheidung und bei Brennstoffzellen, um nur einige zu nennen, sowie in Labors und Messgruppen.

Korrosionsschutz-Massendurchflussregler der MCS-Serie und Korrosionsschutz-Massendurchflussmesser der MS-Serie

M(C)S-Reihe Die Geräte sind korrosionsbeständig. Der Durchflusskörper besteht vollständig aus rostfreiem Stahl 316L und Elastomeren, die korrosiven Gasen standhalten. Die Sensoren sind etwas weniger empfindlich als die Standardsensoren, so dass sich der Betriebsbereich auf 100:1 verringert.

Massendurchflussregler und -messgeräte der Bio-Serie

Bio-Serie Controller und Messgeräte wurden speziell für biopharmazeutische Produktionsumgebungen entwickelt. Sie verwenden die Kernhardware und -software der Geräte der M(C)- oder M(C)S-Serie und bündeln diese mit industriellen Anschlüssen und Kommunikationsprotokollen, sodass Sie die Geräte problemlos in Ihre bestehenden Kontrollsysteme integrieren können. Die Geräte der Bio-Serie werden mit Elastomeren der USP-Klasse VI und Durchflusskörpern aus Edelstahl 316L (mit verschiedenen Materialoptionen für die Sensoren und Ventile) geliefert, um den in ASME BPE 2016 festgelegten Standard zu erfüllen.

Empfehlungen für Geräte

Forschung und Entwicklung: M(C)-Serie

Alicat war ursprünglich ein Unternehmen, das Laborgeräte entwickelt hat. Wir wissen, dass es hier auf Flexibilität ankommt. Vielleicht integrieren Sie das Durchflussgerät in ein größeres Steuerungssystem - oder vielleicht reicht ein USB-Kabel aus.

Mit den Geräten der MC-Serie können Sie Ihre Forschung schnell und einfach vorantreiben.

• Genauigkeit, Präzision und Wiederholbarkeit: Die Alicats sind auf ± 0,6% des Messwerts oder ± 0,1% des Skalenendwerts (je nachdem, welcher Wert größer ist) genau und können Durchflüsse bis zu 0,01 ml/min messen - so wird die Integrität Ihrer Experimente gewährleistet.
• Flexibilität: Zwei wichtige Merkmale zeichnen Alicats aus. Mit Gas Select können Sie das Gerät zwischen 98 vorgeladenen Gasen umschalten, ohne es neu zu kalibrieren. Das hohe Turndown-Verhältnis und die Wiederholbarkeit von bis zu 0,01% des Skalenendwerts bedeuten, dass ein einziger Durchflussmesser oder -regler einen sehr großen Bereich von Durchflüssen bewältigen kann. Diese beiden Merkmale zusammen bedeuten, dass ein einziger Alicat-Durchflussregler das leisten kann, wofür sonst mehrere Regler erforderlich wären.
• Geschwindigkeit: Sie bekommen die Geräte, die Sie brauchen, wenn Sie sie brauchen. Die Standardgeräte von Alicat werden innerhalb von Tagen oder Wochen ausgeliefert, niemals innerhalb von Monaten. Wir sind bereit für Ihr Experiment, wann immer Sie es wünschen.
• Fachwissen: Sie sind der Fermentationsexperte, der Biochemiker, der Zellbiologe oder der Automatisierungsingenieur. Überlassen Sie uns die Abläufe. Wenn Sie uns anrufen, geht ein Ingenieur ans Telefon und bietet Ihnen das nötige Fachwissen im Bereich der Strömungslehre, damit Sie sich auf Ihre Experimente konzentrieren können.

Wie sieht es mit der Materialverträglichkeit aus?

Alle MC-Serien können mit Elastomeren der USP-Klasse VI gebaut werden. Wenn Sie auch 316L-Edelstahl wünschen, empfehlen wir Geräte der M(C)S-Serie. 

Ich möchte dies in einen Controller, ein Analysegerät oder ein anderes bestehendes System integrieren - ändert das etwas an Ihrer Empfehlung?

Es kommt darauf an! Die M(C)- und M(C)S-Geräte können einfach über USB an einen Computer angeschlossen werden, oder Sie können Kabel mit stumpfen Enden und fliegenden Leitungen verwenden, um das Gerät in Ihr System zu integrieren. Wenn Sie nach industriellen Protokollen suchen, können wir diese nachrüsten - aber es kann auch sinnvoll sein, ein Upgrade auf das Bio-Serieder standardmäßig mit industriellen Kommunikationsprotokollen, industriellen Anschlüssen, einem Durchflusskörper aus 316L-Edelstahl, Elastomeren der USP-Klasse VI und einem schöneren Display ausgestattet ist.

Benchtop-Baugruppen: BASIS

Unsere Kunden, die Benchtop-Bioreaktoren herstellen, lieben BASIS-Controller, weil sie eine schnelle, wiederholbare Steuerung auf kleinstem Raum ermöglichen. Optionen für Verteiler/Gasmischanordnungen sparen Ihnen noch mehr Platz. Diese Geräte sind besonders praktisch für diejenigen, die keine Anforderungen an die Materialkompatibilität haben.

Skalierungs- und Pilotphasen: M(C)-Serie oder Bio-Serie

Die Geräte der M(C)-Serie sind sehr robust und lassen sich leicht mit den von Ihnen gewählten Anschlüssen und Kommunikationsprotokollen konfigurieren. Dies macht sie oft zu idealen Massendurchflussgeräten, auch außerhalb von Laborumgebungen.

Die Wahl zwischen der M(C)-Serie und der Bio-Serie hängt daher oft von den Werkstoffen ab: Wenn Ihr Prozess weniger strenge Anforderungen an die Werkstoffe stellt, wenn Sie nur Elastomere der USP-Klasse VI benötigen oder wenn Sie keine vollständige Systemintegration wünschen, ist die M(C)-Serie die richtige Wahl. Wenn Sie in einer Umgebung arbeiten, in der Sie Elastomere der USP-Klasse VI und Edelstahl 316L benötigen, ist die Bio-Serie wahrscheinlich die beste Option für Sie.

Es gibt einige weitere wichtige Unterscheidungsmerkmale: Integration, Ästhetik und Preismodell. Die Geräte der Bio-Serie sind bereit für die Integration in industrielle Produktionsumgebungen und sind wahrscheinlich eine gute Wahl, wenn Sie sie in ein komplettes Steuerungssystem oder sogar ein SCADA-System integrieren möchten. Sie sind silberfarben, während die Geräte der M(C)-Serie schwarz sind, und sie haben gebündelte Preise mit Anschlüssen, Display und industriellen Kommunikationsprotokollen, während die Geräte der M(C)-Serie für Ihre spezifische Konfiguration berechnet werden.

Großmaßstäbliche, GMP-gerechte Herstellungs- und Produktionsumgebungen: Bio-Serie

Die Bio-Serie verwendet die Hardware- und Software-Kerne von Alicat und wurde speziell für Anwendungen in der Bioprozessindustrie entwickelt. Die verschiedenen verfügbaren industriellen Kommunikationsprotokolle sorgen für eine reibungslose Integration in Ihr Steuerungssystem. Das Farbdisplay ist leicht ablesbar und enthält den prozentualen Anteil des Ventilantriebs als redundante Kontrolle des gesamten Systemzustands. Die medienberührten Materialien wurden gemäß den ASME BPE-Normen ausgewählt, und das Gerät verfügt über industrielle Anschlüsse.

Keines dieser Produkte entspricht meinen Bedürfnissen

Die kundenspezifischen und schlüsselfertigen Lösungen von Alicat können Ihnen helfen. Nichts wird unsere Ingenieure mehr begeistern als die Möglichkeit, sich in eine neue Bioreaktor-Massendurchflussregler-Anwendung zu vertiefen und gemeinsam mit Ihnen genau die Lösung zu entwickeln, die Sie benötigen.

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