Tren masa depan sensor cerdas di industri biofarmaceutika

Tren masa depan sensor cerdas di industri biofarmaceutika

Dalam beberapa tahun terakhir, manufaktur cerdas dan pabrik masa depan telah menjadi topik hangat.Wakil Presiden Tianjing Bioengineering dan Teknologi, pada awal tahun ini dalam membangun pabrik cerdas dan fasilitas masa depan untuk biofarmaseutikal.tren jangka pendek dan menengah dan akhir biofarmaseutikal, mencakup lima aspek: proses produksi, bentuk reaktor yang diadopsi, metode analisis proses, kontrol kualitas dan pabrik digital.Metode analisis proses mencakup tren pengembangan dari metode deteksi QC standar off-line ke deteksi dekat garis, untuk pemantauan sensor on-line akhir, real-time.

Gambar 1: Fasilitas Masa Depan untuk Biofarmaceuticals

Selain itu, pada tahun 2004, FDA mengeluarkan panduan industri Teknologi Analisis Proses (PAT) - Arsitektur untuk Inovasi dalam Pengembangan Obat, Manufaktur dan Jaminan Mutu.FDA mengidentifikasi istilah "PAT" sebagai pendekatan analitis multidisiplin yang mencakup kimia, fisika, mikrobiologi, matematika dan analisis risiko. Oleh karena itu, sebagai salah satu pengelolaan peralatan yang mendasari teknik digital dan cerdas di pabrik biofarmaseutikal masa depan,sensor cerdas layak perhatianDalam makalah ini, sensor pH dan DO (oksigen terlarut) yang biasa digunakan dalam biofarmasi dibahas sebagai contoh.

Gambar 2: Sistem pengukuran pH dan DO bioreaktor

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, sensor online pH dan DO banyak digunakan dalam pemantauan on-line pH dan DO dalam kultur sel, dan sistem pengukuran umumnya mencakup sensor dan pemancar.Dalam proses menggunakan elektroda, pengembang proses atau personel produksi umumnya peduli dengan dua pertanyaan inti berikut: dapatkah elektroda diukur dengan akurat dan dapat diandalkan?
Pertama: Apakah elektroda dapat mengukur secara akurat dan dapat diandalkan?
Untuk sensor: impedansi film sensitif pH, sistem referensi, kinerja diafragma; elektroda internal dan sifat film oksigen larut dari oksigen elektrokimia;Lapisan fluoresensi dari oksigen terlarut optik akan menentukan titik nol dan kemiringan elektroda yang sesuaiUmumnya titik nol dan kemiringan dapat digunakan untuk menentukan apakah sensor dapat diukur dengan akurat. Untuk pemancar: bertanggung jawab untuk modulasi sinyal dan transmisi,fungsi kalibrasi dan penyesuaian loop pengukuran, tetapi juga secara tidak langsung menentukan apakah sensor dapat mengukur pH dan DO dengan akurat, dan bahkan kabel transmisi secara tidak langsung akan mempengaruhi akurasi pengukuran.
Oleh karena itu, untuk menentukan apakah sensor dapat melakukan pengukuran yang akurat, diperlukan bahwa sensor dan pemancar dapat memberikan diagnosis kinerja.Persyaratan terendah adalah bahwa sensor mengimplementasikan ADC (Analog-to-digital Convert), yaitu transformasi sensor dari sinyal analog tradisional ke output sinyal digital. Dikombinasikan dengan fungsi pemancar terkait, pengukuran yang akurat dapat dicapai.

Gambar 3: Sensor mengkonversi sinyal yang diukur menjadi sinyal digital dan mengeluarkannya dengan fidelitas yang lebih tinggi

Kedua: Berapa lama elektroda akan bertahan?
Dengan sensor pH sebagai contoh, jenis sensor yang sama adalah membran sensitif, sistem referensi, jenis diafragma yang sama, umur layanan teori yang sama,tapi sensor yang berbeda mengalami proses, sehingga batch budidaya atau aliran terus menerus ditambah, mudah untuk skala lingkungan pengukuran, mengalami berapa banyak waktu SIP, berapa kali sterilisasi suhu tinggi, dll,faktor-faktor ini akhirnya memutuskan itu adalah kehidupan nyata.Dan informasi ini, jika elektroda tidak menerapkan ADC, sulit untuk mewujudkan pengumpulan dan penyimpanan informasi yang relevan.
Dengan pengalaman 60 tahun di bidang analisis proses,Mettler Toledo secara inovatif mengemukakan konsep manajemen sensor INTELLIGENT ISM® di sekitar dua isu inti ini dan masalah terkait yang berasal dariPada tahun 2005, Mettler Toledo mengambil alih kepemimpinan dalam mewujudkan digitalisasi dan intelijen sensor.mengumpulkan informasi elektroda tentang diri mereka sendiri, seperti jenis diafragma, panjang jalur difusi, dan kondisi proses pengukuran, seperti suhu, nilai asam atau alkali yang sangat tinggi, dll.,dalam kombinasi dengan algoritma tertentu, seperti "RollingAlgorithm" algoritma, dengan perubahan kondisi pengukuran, lebih akurat, cerdas menghasilkan pengguna berikut akses ke informasi yang relevan,dan tampilan intuitif dengan pemancar:
1) Indikator Dynamic Life (DLI), yang menunjukkan sisa umur layanan sensor yang dapat diganti sesuai kebutuhan daripada secara teratur
2) Mempertahankan waktu pengingat (TTM) dan merekomendasikan waktu berikutnya yang harus dikalibrasi, tidak terlalu awal atau terlalu terlambat;
3) Adaptive calibration timer (ACT), merekomendasikan kapan untuk membersihkan dan memelihara sensor lagi untuk memastikan bahwa kinerja sensor selalu dapat diandalkan;

Gambar 4: Transmitter M800 menampilkan informasi diagnostik cerdas ISM

Selain dua masalah inti ini, sensor, sebagai salah satu peralatan dasar pabrik biofarmaceutis cerdas, secara alami juga melibatkan informasi kepatuhan.ISM manajemen sensor cerdas dari bentuk satu set lengkap dari perangkat lunak fungsional dapat merealisasikan kalibrasi offline setelah colokan sensor ISM diukur, sensor dari titik pengukuran ke laboratorium kalibrasi offline yang nyaman, dengan elektroda penuh setelah kalibrasi informasi ke chip,tinggal elektroda terhubung ke pemancar dari lagi, pemancar secara otomatis membaca memiliki kalibrasi informasi yang relevan, sehingga untuk mewujudkan plug yaitu, pada saat yang sama sisi perangkat lunak dapat output versi PDF dari catatan kalibrasi,dapat digunakan sebagai arsip elektronik juga dapat mencetak versi kertas dari file.
Jika Anda ingin memiliki perasaan yang lebih intuitif tentang bagaimana manajemen sensor cerdas memastikan keandalan dan konsistensi pengukuran selama pengembangan proses dan produksi,dan mengurangi kemudahan perawatan dan kalibrasi, scan kode QR di bawah ini atau klik bagian bawah artikel untuk membaca aslinya, dan mendaftar untuk mencoba perangkat lunak Mettler Toledo iSense dengan satu klik.

Gambar 5: Perangkat lunak iSense memungkinkan kalibrasi sensor offline