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pte20180614025 Forschung/Technologie, Produkte/Innovationen

Schlauer Golfball für die Biotechnik entwickelt

Produktion von Medikamenten soll günstiger und sicherer werden

Schlauer Golfball: Dieser ermittelt Daten im Fermenter (Foto: dtu.dk)
Schlauer Golfball: Dieser ermittelt Daten im Fermenter (Foto: dtu.dk)

Kopenhagen/Lyngby (pte025/14.06.2018/12:30) - Ein schlauer Golfball, der frei in einem Fermenter schwebt, soll künftig die Prozessdaten erfassen und nach außen melden. Die Innovation hat das Jungunternehmen Freesensee http://freesense.dk entwickelt, das aus der Technischen Universität von Dänemark (DTU) http://dtu.dk hervorgegangen ist. Mit der Entwicklung soll die biotechnische Produktion mit häufig genmanipulierten Mikroorganismen optimiert werden. Die Datenerfassung ist bisher vor allem in großen Anlagen schwierig.

Daten direkt auslesbar

"Der Golfball folgt den Strömungen im Fermenter. Die dabei gesammelten Informationen lassen sich nutzen, um die Prozessführung zu korrigieren, wenn die Mischung nicht stimmt", so Jonas Bisgaard, Doktorand an der DTU und Freesensee-Mitarbeiter. Die im Golfball versteckten Sensoren messen alle für die optimale Produktion wichtigen Parameter wie Temperatur und Druck und ordnen sie der jeweiligen Position des Balles zu.

Die Daten lassen sich nicht direkt auslesen, weil dazu eine leistungsfähigere Stromversorgung nötig wäre. Diese wäre so schwer, dass der Ball zu Boden sinken würde. Deshalb werden sie zunächst gespeichert. Immer dann, wenn der Ball an die Oberfläche gelangt, werden die Daten per Funk ausgelesen. Das reduziert den Energieverbrauch drastisch gegenüber einem ständigen Datenfluss.

Prozesse kontrollieren

Der Nachteil des Verfahrens: Die Operateure wissen nie, wann sie Daten bekommen. Das hängt vom Zufall ab, ist aber unproblematisch. "Unsere Versuche haben gezeigt, dass die Abstände zwischen zwei Datenübertragungen ausreichen, um den Prozess zufriedenstellend zu kontrollieren", sagt Bisgaard. Die Lebensdauer des Balls wird von seiner Batterie bestimmt. Sie hält etwa drei Wochen lang, wenn pro Minute eine Messung stattfindet. Werden die Abstände kürzer gewählt, ist sie natürlich früher leer.

Der Prototyp misst Druck, Temperatur und pH-Wert. Jetzt arbeiten die Ingenieure an einem Sensor, der den Sauerstoffgehalt in der Flüssigkeit ermittelt. Dieser Wert ist für die Bioindustrie wichtig. Es gibt allerdings noch weitere Parameter, für die Sensoren benötigt werden. Freesensee testet seine Sensoren in normalen Produktionsanlagen, etwa in denen der Biotechnikunternehmen Biopro http://biopro.nu . Zu kaufen sind die Sensoren noch nicht. Die Entwickler arbeiten daran, sie zur Serienreife zu bringen.

(Ende)
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