Labor-Fermentorsystem LFS200

(Alias LFS 200, LFS-200)

Neben der Mikroelektronik wurden auch in der DDR die Möglichkeiten der Biotechnologie als eine zukunftsweisende Schlüsseltechnologie erkannt. Die Anwendung und Nutzung der Biotechnologie, insbesondere der Gen-, Immun-, Enzym- und Zellkulturtechnik wurde ständig weiter vorangetrieben.
Das bedeutete eine stetige Vervollkommnung der Bioreaktor- und Verfahrenstechnik, um eine kostengünstige Produktion hochwertiger Erzeugnisse der pharmazeutischen Industrie, der Lebensmittelindustrie und der Nahrungsgüterwirtschaft zu realisieren.
Auch die Entwicklung effektiver Verfahren in der Pflanzen- und Tierproduktion sowie zur Gewinnung von Eiweißfuttermitteln und Energieträgern mittels biotechnologischen Methoden wurde ständig weitergeführt.

Die Realisierung derartiger Vorhaben setzte im Vorfeld eine intensive und gründliche Forschungstätigkeit voraus, um den wissenschaftlichen Vorlauf zu garantieren.
Zu diesem Zweck wurden vom "Zentrum für wissenschaftlichen Gerätebau der Akademie der Wissenschaften der DDR" Gerätekonzepte entwickelt und produziert, die diese Forschungstätigkeit ermöglichten.

Die Produktion von Laborfermentoren (Fermentor=Bioreaktor) wurde vom Betriebsteil 'mytron' des Zentrums für wissenschaftlichen Gerätebau in Heiligenstadt realisiert.


Fermentoren bei mytron
Fermentor bei mytron

In den 1980er Jahren wurden diese Laborfermentoren auch mit mikroelektronischen Mess-, Steuer- und Regelungssystemen versehen, die auch eine Aufbereitung und Auswertung der gewonnenen Daten ermöglichten.
Dieses neue Laborfermentorensystem LFS 200 löste das System LFS 100 (ohne Mikrocomputer) ab.


Fermentor LFS-200
Fermentor LFS-200

In einer Schrift von 'mytron' heißt es dazu:
"Das Laborfermentorensystem LFS 200 wurde für diskontinuierliche und kontinuierliche Fermentationsprozesse unter sterilen Bedingungen entwickelt und entspricht den gewachsenen Anforderungen an den wissenschaftlichen Gerätebau. Neben seinem Haupteinsatz in der Grundlagenforschung ermöglicht es die Produktion von Mikroorganismen und deren Stoffwechselprodukten in flüssigen Medien. Es umfasst ein leistungsfähiges Mikrorechnersystem mit entsprechender Peripherie zur Datenerfassung und Dokumentation."

In vielen Forschungsinstituten und Laboratorien der DDR wurden die Laborfermentoren von 'mytron' eingesetzt. Zum Teil sind diese Geräte heute noch im Einsatz.

Kernstück des Systems ist der eigentliche Fermentor mit einem Füllvolumen von 5 l (LFS 205), 12 l (LFS 212) oder 30 l (LFS 230) aus Glas, an dem ein Rührwerk und diverse Mess- und Regeleinrichtungen angebracht sind, die mikroelektronisch überwacht und betätigt werden. Diese Einheit ist auf einem stabilen Stahlrohrrahmen montiert.
Rechts daneben befindet sich die Steuereinheit, die aus dem MSR-Teil (Mess-, Steuer- und Regelungstechnik) und dem Mikrorechner-Teil besteht.
Verschiedene Sensoren, die mit dem MSR-Teil verbunden sind, messen die chemischen und physikalischen Parameter und geben die gewonnen Werte an den Mikrorechner-Teil weiter, der sie interpretiert und gegebenenfalls durch die Ansteuerung der Regeleinrichtungen korrigiert.

Messeinrichtung Regeleinrichtung
Drehzahlsensor am Rührer Gleichstromnebenschlussmotor
Temperaturfühler Heizungs- und Kühlsystem
Drucksensor Abluftventil
pH-Elektrode Dosierpumpen für Säure o. Lauge
Sauerstoff-Messsonde Drehzahlregulierung (Rührwerk)
Massenmessung (Füllinhalt) Auslassventil
Schaumsonde (chemisch) Dosierpumpe für Antischaummittel
Schaumsonde (mechanisch) Schaumzerschlägermotor
Luftstrom-Messzelle Belüftungsventil

Die gewünschten Soll-Werte der jeweiligen Parameter werden über eine Funktionstastatur in den Rechner eingegeben.
In der Standardroutine arbeitet der Mikrorechner die einzelnen Parameter in bestimmten Zeitintervallen ab, d.h. er vergleicht die eingegebenen Soll-Werte mit dem gemessenen Ist-Wert und regelt diesen nach. Darüber hinaus werden die aktuellen Messwerte auf dem Bildschirm ausgegeben und in den Arbeitsspeicher geschrieben.


Bildschirm des LFS-200
Tastatur des LFS-200

Folgende Funktionen werden zyklisch abgearbeitet: Es lassen sich auch verschiedene Trends der einzelnen Regelparameter auf dem Bildschirm als Diagramm sowie grafische Soll-Ist-Vergleiche darstellen.

Herzstück des Mikrorechner-Teiles sind Baugruppen des Mikrorechnersystems K1520 aus dem VEB Kombinat Robotron, die in vielen Geräten und Steuerungsanlagen der DDR-Wirtschaft vorkamen.
Folgende Baugruppen werden für das Laborfermentorensystem genutzt, die zum Teil speziell für das LFS entwickelt wurden:

K-Name Kürzel Erläuterung
K2521 ZRE Zentrale Recheneinheit mit Mikroprozessor U880
K3521 OPS CMOS-RAM Operationsspeicher 4 KByte
K3820 PFS 16 KByte programmierbarer Festwertspeicher (EPROM)
- VIS I Video-Interface, grafisch
- PIO Parallel Ein-Ausgabe
- OPTO galvanische Trennung

Weiterhin werden als Baugruppen für die Prozesskoppelung eingesetzt: Als Peripherieeinheiten werden genutzt:

Zu den Fotos:
Die Farbbilder zeigen das LFS 212A und wurden mit freundlicher Genehmigung der Firma BTN Biotechnologie Nordhausen GmbH aufgenommen.
Die beiden s/w-Bilder stammen aus dem Archiv der mytron Bio- und Solartechnik GmbH Heiligenstadt und zeigen eine Werbe- und Messeaufnahme mit dem LFS 200.


Letzte Änderung dieser Seite: 10.02.2020Herkunft: www.robotrontechnik.de