Xu hướng tương lai của các cảm biến thông minh trong ngành công nghiệp dược sinh

Xu hướng tương lai của các cảm biến thông minh trong ngành công nghiệp dược sinh

Trong những năm gần đây, sản xuất thông minh và các nhà máy tương lai đã trở thành một chủ đề nóng.Phó chủ tịch Tianjing Bioengineering and Technology, đầu năm nay trong việc xây dựng các nhà máy thông minh và các cơ sở tương lai cho dược phẩm sinh học.Xu hướng gần và trung hạn và cuối cùng của dược phẩm sinh học, bao gồm năm khía cạnh: quy trình sản xuất, hình thức lò phản ứng được áp dụng, phương pháp phân tích quy trình, kiểm soát chất lượng và nhà máy kỹ thuật số.Phương pháp phân tích quy trình bao gồm xu hướng phát triển từ phương pháp phát hiện QC tiêu chuẩn ngoại tuyến đến phát hiện gần tuyến, đến việc giám sát cảm biến thời gian thực trực tuyến cuối cùng.

Hình 1: Các cơ sở trong tương lai cho dược phẩm sinh học

Ngoài ra, vào năm 2004, FDA đã phát hành hướng dẫn công nghiệp Công nghệ Phân tích Quá trình (PAT) - Một Kiến trúc cho Đổi mới trong Phát triển Dược phẩm, Sản xuất và Đảm bảo Chất lượng.FDA xác định thuật ngữ "PAT" là một phương pháp phân tích đa ngành bao gồm hóa học, vật lý, vi sinh học, toán học và phân tích rủi ro. Do đó, như một trong những quản lý thiết bị cơ bản của kỹ thuật kỹ thuật số và thông minh trong nhà máy dược sinh học tương lai,cảm biến thông minh xứng đáng được chú ýTrong bài báo này, các cảm biến pH và DO (oxygen hòa tan) thường được sử dụng trong dược phẩm sinh học được thảo luận dưới dạng ví dụ.

Hình 2: Hệ thống đo pH và DO của lò phản ứng sinh học

Như thể hiện trong hình trên, các cảm biến pH và DO trực tuyến được sử dụng rộng rãi trong việc theo dõi pH và DO trực tuyến trong nuôi cấy tế bào, và hệ thống đo thường bao gồm các cảm biến và máy phát.Trong quá trình sử dụng điện cực, các nhà phát triển quy trình hoặc nhân viên sản xuất thường quan tâm đến hai câu hỏi cốt lõi sau: các điện cực có thể được đo chính xác và đáng tin cậy không?
Đầu tiên: Điện cực có thể đo chính xác và đáng tin cậy không?
Đối với các cảm biến: Khả năng cản bộ phim nhạy cảm với pH, hệ thống tham chiếu, hiệu suất của khẩu phần;Điều kiện điện cực bên trong và bộ phim oxy hòa tan của oxy điện hóa học;Lớp phủ huỳnh quang của oxy hòa tan quang học sẽ xác định điểm không và độ nghiêng của điện cực tương ứngNói chung, điểm không và độ nghiêng có thể được sử dụng để xác định xem cảm biến có thể được đo chính xác hay không. Đối với máy phát: nó chịu trách nhiệm điều chế và truyền tín hiệu,Chức năng hiệu chuẩn và điều chỉnh vòng đo, nhưng cũng gián tiếp xác định liệu cảm biến có thể đo chính xác pH và DO hay không, và thậm chí cả cáp truyền cũng sẽ gián tiếp ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Do đó, để xác định xem cảm biến có thể đo chính xác hay không, cần phải cảm biến và máy phát có thể cung cấp chẩn đoán hiệu suất.Yêu cầu thấp nhất là cảm biến thực hiện ADC (Analog-to-digital Convert), cụ thể là chuyển đổi cảm biến từ tín hiệu analog truyền thống sang đầu ra tín hiệu kỹ thuật số. Kết hợp với các chức năng liên quan của máy phát, phép đo chính xác có thể đạt được.

Hình 3: Bộ cảm biến chuyển đổi tín hiệu đo thành tín hiệu kỹ thuật số và phát ra nó với độ trung thực cao hơn

Thứ hai: Điện cực sẽ hoạt động trong bao lâu?
Với cảm biến pH như một ví dụ, cùng một loại cảm biến là màng nhạy cảm, hệ thống tham chiếu, loại vòm là giống nhau, tuổi thọ của lý thuyết đều giống nhau,nhưng cảm biến khác nhau trải nghiệm quá trình, do đó, trồng lô hoặc luồng liên tục cộng với, dễ dàng để quy mô của môi trường đo lường, trải qua bao nhiêu thời gian SIP, bao nhiêu lần khử trùng nhiệt độ cao, vv,Những yếu tố này cuối cùng đã quyết định nó là cuộc sống thựcVà thông tin này, nếu điện cực không thực hiện ADC, nó là khó khăn để nhận ra việc thu thập và lưu trữ thông tin có liên quan.
Với 60 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực phân tích quy trình,Mettler Toledo sáng tạo đưa ra khái niệm quản lý cảm biến thông minh ISM® xung quanh hai vấn đề cốt lõi và các vấn đề liên quan đến nóVào năm 2005, Mettler Toledo đã dẫn đầu trong việc thực hiện số hóa và thông minh hóa các cảm biến.thu thập thông tin điện cực về bản thân, chẳng hạn như loại vòm, chiều dài đường phân tán, và các điều kiện quá trình đo lường, chẳng hạn như nhiệt độ, giá trị cực kỳ axit hoặc kiềm, v.v.kết hợp với một thuật toán nhất định, chẳng hạn như thuật toán "RollingAlgorithm", với sự thay đổi các điều kiện đo lường, chính xác hơn, thông minh tạo ra các truy cập người dùng sau đây thông tin liên quan,và màn hình trực quan với máy phát:
1) Chỉ số tuổi thọ động (DLI), chỉ ra tuổi thọ còn lại của cảm biến, có thể được thay thế khi cần thay vì thường xuyên
2) Duy trì thời gian nhắc nhở (TTM) và đề nghị thời gian tiếp theo cần được hiệu chỉnh, không quá sớm hoặc quá muộn;
3) Bộ đếm thời gian hiệu chuẩn thích ứng (ACT), đề nghị khi nào nên làm sạch và bảo trì cảm biến một lần nữa để đảm bảo rằng hiệu suất cảm biến luôn đáng tin cậy;

Hình 4: Máy phát M800 hiển thị thông tin chẩn đoán thông minh ISM

Ngoài hai vấn đề cốt lõi này, các cảm biến, là một trong những thiết bị cơ bản của các nhà máy dược sinh học thông minh, tự nhiên cũng liên quan đến thông tin tuân thủ.ISM quản lý cảm biến thông minh của hình thức một bộ đầy đủ của phần mềm đầy đủ chức năng có thể nhận ra hiệu chuẩn off-line sau khi các cắm cảm biến ISM được đo, các cảm biến từ điểm đo đến phòng thí nghiệm hiệu chuẩn ngoại tuyến thuận tiện, bằng điện cực hoàn toàn sau khi hiệu chuẩn thông tin cho chip,điện cực ở lại kết nối với bộ phát của một lần nữa, máy phát tự động đọc có hiệu chuẩn thông tin liên quan, để thực hiện cắm cụ thể, đồng thời phần mềm có thể xuất bản phiên bản PDF của hồ sơ hiệu chuẩn,có thể được sử dụng như một kho lưu trữ điện tử cũng có thể in phiên bản giấy của tệp.
Nếu bạn muốn có một cảm giác trực quan hơn về cách quản lý cảm biến thông minh đảm bảo độ tin cậy và tính nhất quán của các phép đo trong quá trình phát triển và sản xuất,và làm giảm sự dễ dàng của bảo trì và hiệu chuẩn, quét mã QR bên dưới hoặc nhấp vào cuối bài viết để đọc bản gốc, và đăng ký thử phần mềm Mettler Toledo iSense chỉ với một cú nhấp chuột.

Hình 5: Phần mềm iSense cho phép hiệu chuẩn cảm biến ngoại tuyến