વૈશ્વિક બાયોટેકનોલોજી અને બાયોપ્રોસેસિંગ ઉદ્યોગો પરંપરાગત બેચ-આધારિત કામગીરીથી સતત, સ્વચાલિત ઉત્પાદન તરફ મૂળભૂત પરિવર્તનમાંથી પસાર થઈ રહ્યા છે. રીઅલ-ટાઇમ માપન રીઅલ-ટાઇમમાં મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા પરિમાણોનું નિરીક્ષણ કરે છે અને ઇન-ટાઇમ પ્રક્રિયા ઑપ્ટિમાઇઝેશનને સમર્થન આપે છે. પ્રક્રિયા નિયંત્રણમાં પરંપરાગત સ્નિગ્ધતા માપન સમયાંતરે મેન્યુઅલ નમૂના અને ઑફલાઇન પ્રયોગશાળા વિશ્લેષણ પર આધાર રાખે છે, જે નોંધપાત્ર બિનકાર્યક્ષમતા અને જોખમો રજૂ કરે છે અને વિલંબિત પ્રક્રિયા ગોઠવણો, ઉત્પાદન ઓવરરનિંગ અને ઑફ-સ્પેક ઉત્પાદનનું ઉત્પાદનનું કારણ બને છે.
એન્ઝાઇમેટિક સબસ્ટ્રેટ ડિગ્રેડેશનનું રિઓલોજી
એન્ઝાઇમ-સબસ્ટ્રેટ સંબંધ
એન્ઝાઇમેટિક હાઇડ્રોલિસિસ એ એક ઉત્પ્રેરક પ્રક્રિયા છે જેમાં એક એન્ઝાઇમ જટિલ સબસ્ટ્રેટ પરમાણુના નાના ઘટકોમાં વિભાજનને સરળ બનાવે છે. કાર્બોક્સિમિથાઇલ સેલ્યુલોઝ (CMC) જેવા ઉચ્ચ-આણ્વિક-વજનવાળા પોલિસેકરાઇડ પર કાર્ય કરતા સેલ્યુલેઝના ચોક્કસ કિસ્સામાં, એન્ઝાઇમનું પ્રાથમિક કાર્ય લાંબી પોલિમર સાંકળોમાં ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ્સને હાઇડ્રોલિઝ કરવાનું છે. આ ક્રિયા વ્યવસ્થિત રીતે CMC ને તોડી નાખે છે, તેની સાંકળ લંબાઈ અને સરેરાશ પરમાણુ વજન ઘટાડે છે. આ પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનો, મુખ્યત્વે નાની-સાંકળ ઘટાડતી શર્કરા, પ્રક્રિયા આગળ વધતાં દ્રાવણમાં એકઠા થાય છે. આ અધોગતિનો દર તાપમાન અને pH ની ચોક્કસ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ એન્ઝાઇમની પ્રવૃત્તિ સાથે સીધો સંબંધિત છે.
ક્રેમર્સ થિયરી કનેક્શન
ઉત્સેચક પ્રવૃત્તિ અને પ્રતિક્રિયા માધ્યમના ભૌતિક ગુણધર્મો વચ્ચેનો સંબંધ એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા છે. રાસાયણિક ગતિશાસ્ત્રમાં એક પાયાનો સિદ્ધાંત, ક્રેમર્સનો સિદ્ધાંત, એવું માને છે કે પ્રોટીનમાં રચનાત્મક ફેરફારો, જેમ કે એન્ઝાઇમ ઉત્પ્રેરક, આસપાસના દ્રાવકની સ્નિગ્ધતાથી પ્રભાવિત થાય છે. જેમ જેમ દ્રાવક સ્નિગ્ધતા વધે છે, તેમ તેમ એન્ઝાઇમના માળખાકીય ક્ષેત્રો પર કાર્ય કરતા ઘર્ષણ બળો પણ વધે છે. આ વધેલું ઘર્ષણ જરૂરી રચનાત્મક ફેરફારોને અટકાવે છે, ઉત્પ્રેરક ચક્રને અસરકારક રીતે ધીમું કરે છે અને મહત્તમ પ્રતિક્રિયા દર, અથવા Vmax ઘટાડે છે.
તેનાથી વિપરીત, દ્રાવણની મેક્રોસ્કોપિક સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો આ ઘર્ષણ બળોને ઘટાડે છે, જે ક્રેમર્સના સિદ્ધાંત મુજબ, એન્ઝાઇમના ઉત્પ્રેરક કાર્યને સરળ બનાવશે. HMW સબસ્ટ્રેટ ડિગ્રેડેશનના સંદર્ભમાં, એન્ઝાઇમની પ્રવૃત્તિ સીધા દ્રાવણની સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડોનું કારણ બને છે, જે એક પ્રતિસાદ લૂપ બનાવે છે જ્યાં માધ્યમના રિઓલોજિકલ ગુણધર્મોમાં ફેરફાર એન્ઝાઇમની સફળતાના સીધા સૂચક તરીકે કામ કરે છે.
નોન-ન્યુટોનિયન રિઓલોજીમાં ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ
ન્યુટોનિયન અને નોન-ન્યુટોનિયન પ્રવાહીનો ભેદ પાડવો
પ્રવાહીનું રિઓલોજિકલ વર્તન તેની સ્નિગ્ધતા અને તે ગુણધર્મ લાગુ શીયર સ્ટ્રેસને કેવી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે તેના દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થાય છે. ન્યુટોનિયન પ્રવાહી માટે, શીયર સ્ટ્રેસ (τ) અને શીયર રેટ (γ˙) વચ્ચેનો સંબંધ રેખીય અને સીધો પ્રમાણસર છે, જેમાં પ્રમાણસરતાનો અચળાંક સ્નિગ્ધતા (μ) છે. આ ન્યૂટનના સ્નિગ્ધતાના નિયમ દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે:
τ=μγ˙
તેનાથી વિપરીત, બિન-ન્યુટોનિયન પ્રવાહી વધુ જટિલ સંબંધ દર્શાવે છે જ્યાં સ્નિગ્ધતા સ્થિર હોતી નથી પરંતુ શીયર રેટ સાથે બદલાય છે. આ વર્તન ઘણા જટિલ ઔદ્યોગિક પ્રવાહીની લાક્ષણિકતા છે, જેમાં CMC જેવા પોલિમર સોલ્યુશનનો સમાવેશ થાય છે.
HMW પોલિમર સોલ્યુશન્સનું બિન-ન્યુટોનિયન વર્તન
HMW પોલિમરનું અધોગતિ આંતરિક રીતે બિન-ન્યુટોનિયન પ્રક્રિયા છે. CMC જેવા પોલિમર સોલ્યુશન્સ સામાન્ય રીતે શીયર-થિનિંગ વર્તણૂક દર્શાવે છે, જ્યાં શીયર રેટ વધતાં સ્પષ્ટ સ્નિગ્ધતા ઘટે છે. આ ઘટના પ્રવાહની દિશામાં લાંબા પોલિમર કોઇલના ડિસએન્ગલમેન્ટ અને ગોઠવણીને આભારી છે, જે પ્રવાહીના આંતરિક ઘર્ષણને ઘટાડે છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતા પર (દા.ત., 1% થી વધુ), કેટલાક CMC સોલ્યુશન્સ પ્રારંભિક શીયર-થિનિંગ વર્તણૂક પણ પ્રદર્શિત કરી શકે છે, જ્યાં મેક્રોમોલેક્યુલર એસોસિએશનના પ્રવાહ-પ્રેરિત રચનાને કારણે શીયર રેટ સાથે સ્નિગ્ધતા વધે છે, ત્યારબાદ ઉચ્ચ શીયર દરે શીયર-થિનિંગ થાય છે.
CMC પર સેલ્યુલેઝની એન્ઝાઇમેટિક ક્રિયા આ રિઓલોજિકલ પ્રોફાઇલને મૂળભૂત રીતે બદલી નાખે છે. જેમ જેમ એન્ઝાઇમ લાંબી પોલિમર સાંકળોને તોડે છે, તેમ સબસ્ટ્રેટનું સરેરાશ પરમાણુ વજન ઘટે છે. સાંકળની લંબાઈમાં આ ઘટાડો ગૂંચવણ અને આંતરઆણ્વિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની ડિગ્રીને સીધી રીતે ઘટાડે છે. પરિણામે, દ્રાવણ ઓછું ચીકણું બને છે, અને તેની બિન-ન્યુટોનિયન લાક્ષણિકતાઓ, ખાસ કરીને શીયર-થિનિંગ, ઓછી થાય છે. પ્રવાહીના બલ્ક રિઓલોજીમાં ગહન ફેરફાર - ખાસ કરીને, આપેલ શીયર દરે સ્નિગ્ધતામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો - ચાલુ એન્ઝાઇમેટિક અધોગતિના સ્પષ્ટ સંકેત તરીકે સેવા આપે છે.
માત્રાત્મક સ્નિગ્ધતા-પ્રવૃત્તિ સંબંધ
દ્રાવણની બલ્ક સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો અને સબસ્ટ્રેટ પરમાણુઓના સરેરાશ પરમાણુ વજનમાં ઘટાડો વચ્ચેનો સંબંધ સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત થયેલ છે. જેમ જેમ સેલ્યુલેઝ પોલિમર સાંકળોને તોડે છે, પરિણામી ટુકડાઓ દ્રાવણની એકંદર સ્નિગ્ધતામાં ભારે ઓછો ફાળો આપે છે. આ સંબંધ સ્નિગ્ધતાને એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિ માટે એક શક્તિશાળી, વાસ્તવિક સમયના પ્રોક્સી તરીકે કાર્ય કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે પરંપરાગત પ્રયોગશાળા પરીક્ષણોનો વધુ ઝડપી વિકલ્પ છે જે નોંધપાત્ર વિલંબ લાવી શકે છે.
ઓનલાઈન વિસ્કોમીટર દ્વારા સતત માપન આ માળખાકીય પરિવર્તનના અત્યંત સંવેદનશીલ પ્રોબ તરીકે કાર્ય કરે છે. આપેલ શીયર રેટ પર સ્નિગ્ધતામાં ઘટાડો સબસ્ટ્રેટ રૂપાંતરણની હદ અને વિસ્તરણ દ્વારા, એન્ઝાઇમની પ્રવૃત્તિનો સીધો, માત્રાત્મક સંકેત પૂરો પાડે છે. એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિના સતત, પરોક્ષ માપ તરીકે લોનમીટર-એનડી વિસ્કોમીટરનો ઉપયોગ કરવા માટે આ વૈજ્ઞાનિક સમર્થન છે.
આલોન્મીટર-ND વાઇબ્રેટિંગ વિસ્કોમીટર
સંચાલન સિદ્ધાંત: કંપન પદ્ધતિ
લોનમીટર-એનડી ઓનલાઈન વિસ્કોમીટર ઔદ્યોગિક ઉપયોગો માટે એક મજબૂત અને વિશ્વસનીય તકનીક, કંપન પદ્ધતિના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે. આ સાધનનું સેન્સિંગ તત્વ એક ઘન સળિયા છે જે ચોક્કસ આવર્તન પર તેની અક્ષીય દિશામાં ઓસીલેટ અને ફેરવવા માટે ઉત્તેજિત થાય છે. જ્યારે પ્રવાહીમાં ડૂબી જાય છે, ત્યારે આ કંપન પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા દ્વારા પ્રતિકારિત થાય છે, જે તેના આંતરિક ઘર્ષણનું માપ છે. પ્રતિકારના પરિણામે કંપન તત્વમાંથી ભીનાશ અસર અથવા ઊર્જાનું નુકસાન થાય છે. ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ આ ઊર્જા નુકશાન શોધી કાઢે છે, અને માઇક્રોપ્રોસેસર સિગ્નલને સ્નિગ્ધતા વાંચનમાં રૂપાંતરિત કરે છે. મુખ્ય માપ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસીલેટીંગ વેવફોર્મના સડો પર આધારિત છે, જ્યાં સિગ્નલ સાધન ગુણાંક અને કંપન ભીનાશ ગુણાંક (λδ) ના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર હોય છે.
આ પદ્ધતિ અન્ય વિસ્કોમેટ્રી તકનીકોથી વિપરીત છે, જેમ કે કેશિલરી, રોટેશનલ અથવા ફોલિંગ-બોલ પદ્ધતિઓ. આ વિકલ્પોથી વિપરીત, વાઇબ્રેશન પદ્ધતિ ખૂબ જ ઝડપી પ્રતિભાવ સમય પૂરો પાડે છે અને ઇન્સ્ટોલેશન વાતાવરણ માટે ખૂબ જ પ્રતિરોધક છે. તે ભાગો, સીલ અથવા બેરિંગ્સને ખસેડવાની જરૂરિયાતને દૂર કરીને સિસ્ટમને સરળ બનાવે છે.
ટેકનિકલ વિશિષ્ટતાઓ અને ક્ષમતાઓ
લોનમીટર-એનડી વિસ્કોમીટર ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા નિયંત્રણની માંગણી કરતી જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે રચાયેલ છે. તે 1 થી 1,000,000 cP ની વિશાળ સ્નિગ્ધતા માપન શ્રેણી પ્રદાન કરે છે અને સેન્સરના આકારમાં ફેરફાર કરીને ખૂબ જ જાડા અને સ્નિગ્ધ માધ્યમો માટે તેને અનુકૂલિત કરી શકાય છે. આ સાધનની બેઝ ચોકસાઈ ±2-5% પર નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવી છે જેમાં ન્યુટોનિયન પ્રવાહી માટે ±1-2% ની પુનરાવર્તિતતા છે, જોકે તે હજુ પણ બિન-ન્યુટોનિયન પ્રવાહીમાં પ્રક્રિયા સ્નિગ્ધતા ફેરફારોને સતત પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે.
ઉચ્ચ-તાપમાન અને ઉચ્ચ-દબાણના ઉપયોગ માટે, વિસ્કોમીટર સામાન્ય રીતે 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલથી બનાવવામાં આવે છે, જેમાં ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ માટે ટેફલોન અથવા હેસ્ટેલોય જેવી ખાસ સામગ્રીના વિકલ્પો હોય છે. બાયોરિએક્ટરમાં એકીકરણ માટે, કંપનીએ 500mm થી 2000mm લંબાઈ સુધીના વિસ્તૃત ઇન્સર્શન પ્રોબ સાથેનું સંસ્કરણ વિકસાવ્યું છે, જે પ્રતિક્રિયા વાહિનીઓમાં સીધા ઉપરથી નીચે દાખલ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
પડકારજનક વાતાવરણ માટે ડિઝાઇનના ફાયદા
લોનમીટર-એનડીની ડિઝાઇન ઔદ્યોગિક-સ્તરના બાયોપ્રોસેસિંગ માટે ખૂબ જ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવી છે. તેનો ઝડપી પ્રતિભાવ સમય અને ઊંચા તાપમાન અને દબાણ હેઠળ કાર્ય કરવાની ક્ષમતા વાસ્તવિક સમય નિયંત્રણ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ગતિશીલ ભાગોનો અભાવ માત્ર જાળવણી ઘટાડે છે પણ સફાઈ અને વંધ્યીકરણ (CIP/SIP સુસંગતતા) ને પણ સરળ બનાવે છે, જે બાયોરિએક્ટર વાતાવરણમાં એસેપ્ટિક સ્થિતિ જાળવવા માટે જરૂરી છે. સેન્સરની સિંગલ એક્સપોઝ્ડ એલિમેન્ટ ડિઝાઇન અને સતત કંપન તેને સ્વાભાવિક રીતે સ્વ-સફાઈ બનાવે છે, સેન્સરની સપાટી પર ઉત્પાદનના નિર્માણને અટકાવે છે, જે અન્યથા અચોક્કસ રીડિંગ્સ તરફ દોરી જશે.
ઇન્સ્ટોલેશન પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે વાઇબ્રેશન પદ્ધતિની ઓછી સંવેદનશીલતાનો અર્થ એ છે કે લોનમીટર-એનડી સીધા ઇન-લાઇન મૂકી શકાય છે, જે સતત પ્રતિસાદ પ્રદાન કરે છે જે એકલ, ઑફ-લાઇન લેબ નમૂના કરતાં સાચી પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓનું વધુ પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. ઝડપી પ્રતિભાવ સમય તાત્કાલિક પ્રતિસાદ માટે પરવાનગી આપે છે, જે ઓવર-પ્રોસેસિંગ અટકાવવા અને સુસંગત ઉત્પાદન ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે. નીચેનું કોષ્ટક મુખ્ય તકનીકી સ્પષ્ટીકરણો અને ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે તેમના પરિણામોનો સારાંશ આપે છે.
| ટેકનિકલ સ્પષ્ટીકરણ | દસ્તાવેજમાંથી મૂલ્ય | ઔદ્યોગિક સુસંગતતા અને લાભ |
| માપન પદ્ધતિ | કંપન પદ્ધતિ | ઝડપી પ્રતિભાવ, ઓછી જાળવણી અને ભરાઈ જવા સામે પ્રતિરોધક છે. |
| સ્નિગ્ધતા શ્રેણી | ૧ - ૧,૦૦૦,૦૦૦ સીપી (વૈકલ્પિક) | પાણીયુક્ત પ્રવાહીથી લઈને જાડા સ્લરી સુધી, વિવિધ પ્રવાહી માટે વ્યાપક ઉપયોગિતા. |
| કાચી ચોકસાઈ | ±2% - ±5% | ઉચ્ચ ચોકસાઇ પ્રાપ્ત કરવા માટે સિસ્ટમ-સ્તરના કેલિબ્રેશન અને ડેટા કરેક્શનની જરૂરિયાત દર્શાવે છે. |
| પુનરાવર્તનક્ષમતા | ±1% - ±2% | સેન્સરની સુસંગતતા દર્શાવે છે, જે ડેટા-આધારિત મોડેલિંગ માટે એક મુખ્ય પૂર્વશરત છે. |
| ડિઝાઇન | સોલિડ સળિયા તત્વ, કોઈ ગતિશીલ ભાગો, સીલ અથવા બેરિંગ્સ નહીં | યાંત્રિક ઘસારો ઓછો કરે છે અને સફાઈને સરળ બનાવે છે, ઉચ્ચ-દબાણ/ઉચ્ચ-તાપમાન એપ્લિકેશનો માટે આદર્શ. |
| સામગ્રી | ૩૧૬ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (માનક) | રાસાયણિક અને બાયોપ્રોસેસિંગ વાતાવરણમાં કાટ લાગતા માધ્યમો સામે ટકાઉપણું અને પ્રતિકાર સુનિશ્ચિત કરે છે. |
| કસ્ટમાઇઝેશન | વિસ્તૃત પ્રોબ્સ (500-2000 મીમી) | મર્યાદિત બાજુના ઓપનિંગ્સવાળા રિએક્ટરમાં ઉપરથી નીચે સુધી ઇન્સ્ટોલેશનની મંજૂરી આપે છે, જે ઘણા ઔદ્યોગિક સેટઅપ્સ માટે એક મહત્વપૂર્ણ સુવિધા છે. |
| આઉટપુટ | ૪-૨૦ એમએ, આરએસ૪૮૫ | PLC/DCS નિયંત્રણ સિસ્ટમો સાથે સીમલેસ એકીકરણ માટે માનક ઔદ્યોગિક ઇન્ટરફેસ. |
રીઅલ-ટાઇમ આગાહી માટે ડેટા ફ્યુઝન અને મશીન લર્નિંગ
તૂટક તૂટક પરંતુ અત્યંત સચોટ DNSA લેબ ડેટાને લોનમીટર-ND વિસ્કોમીટર અને અન્ય પ્રક્રિયા સેન્સર્સમાંથી ડેટાના સતત પ્રવાહ સાથે જોડીને આગાહીયુક્ત, ડેટા-સંચાલિત મોડેલ બનાવવામાં આવે છે. આ અભિગમ, મશીન લર્નિંગ (ML) અલ્ગોરિધમ્સનો ઉપયોગ કરીને, લક્ષ્ય ચોકસાઇ પ્રાપ્ત કરવા માટેની પદ્ધતિ છે. ML મોડેલ (દા.ત., સપોર્ટ વેક્ટર મશીનો, ગૌસીયન પ્રોસેસ રીગ્રેશન, અથવા આર્ટિફિશિયલ ન્યુરલ નેટવર્ક્સ) DNSA પરીક્ષણ દ્વારા નક્કી કરાયેલા ઓનલાઈન સ્નિગ્ધતા વાંચન, અન્ય પ્રક્રિયા ચલો (તાપમાન, દબાણ) અને "સાચા" એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ વચ્ચેના જટિલ, બિન-રેખીય સંબંધો શીખે છે.
આ ફ્યુઝન પ્રક્રિયા મહત્વપૂર્ણ છે. એક જ સેન્સર વિદ્યુત અને યાંત્રિક હસ્તક્ષેપ, તેમજ સેન્સર ડ્રિફ્ટ સહિત વિવિધ પ્રકારના અવાજના સ્ત્રોતો માટે સંવેદનશીલ હોય છે. વ્યાપક, મલ્ટી-મોડલ ડેટાસેટ પર તાલીમ આપીને, ML મોડેલ આ બનાવટી સંકેતોને ઓળખી અને ફિલ્ટર કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કામચલાઉ દબાણમાં વધઘટ વિસ્કોમીટર રીડિંગમાં ટૂંકા, ભૂલભરેલા સ્પાઇકનું કારણ બની શકે છે. ML મોડેલ, એ ઓળખીને કે આ સ્પાઇક તાપમાનમાં ફેરફાર અથવા DNSA આઉટપુટમાં અનુરૂપ શિફ્ટ સાથે સંબંધિત નથી, તે ભૂલભરેલા ડેટા પોઇન્ટને અવગણી શકે છે અથવા ગાણિતિક રીતે સુધારી શકે છે. આ સિસ્ટમના પ્રદર્શનને કોઈપણ એક સેન્સરના કાચા સ્પષ્ટીકરણોથી ઘણું વધારે વધારે છે.
ઔદ્યોગિક અમલીકરણ પડકારોને દૂર કરવા
વાઇબ્રેટિંગ વિસ્કોમીટર, તેમના સ્વભાવથી, બાહ્ય યાંત્રિક સ્પંદનો અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ટરફરેન્સ (EMI) પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. મોટર્સ, પંપ અને અન્ય ફેક્ટરી સાધનો જેવા સ્ત્રોતો યાંત્રિક અવાજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે સેન્સરના ચીકણા ભીનાશના માપને સીધી અસર કરે છે, જેના કારણે અચોક્કસ અથવા વધઘટ થતી રીડિંગ્સ થાય છે. તેવી જ રીતે, EMI, જે રેડિયેશન અથવા સંચાલિત થઈ શકે છે, તે સેન્સરની ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટરીમાં દખલ કરી શકે છે, સિગ્નલને દૂષિત કરી શકે છે અને કામગીરીને ખરાબ કરી શકે છે.
હાર્ડવેર અને સોફ્ટવેર બંને સ્તરે, ઘણા એન્જિનિયરિંગ ઉકેલો આ પડકારોને અસરકારક રીતે ઘટાડી શકે છે. હાર્ડવેરના દૃષ્ટિકોણથી, યોગ્ય ઇન્સ્ટોલેશન ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. સેન્સરને ઉચ્ચ-આવર્તન અવાજના સ્ત્રોતોથી દૂર, સ્થિર, કંપન-અલગ માઉન્ટ પર મૂકવું જોઈએ. કેટલાક વિસ્કોમીટર ડિઝાઇનમાં "સંતુલિત રેઝોનેટર" અથવા સમાન કો-એક્સિયલ સેન્સર તત્વોનો સમાવેશ થાય છે જે વિરુદ્ધ દિશામાં વળી જાય છે, તેમના માઉન્ટિંગ પર બાહ્ય પ્રતિક્રિયા ટોર્કને અસરકારક રીતે રદ કરે છે.
સોફ્ટવેર બાજુએ, અવાજને ફિલ્ટર કરવા માટે અદ્યતન સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અલ્ગોરિધમ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ખાસ કરીને અદ્યતન પદ્ધતિમાં સેન્સર હાઉસિંગના બાહ્ય કંપનને માપવા માટે બાહ્ય એક્સીલેરોમીટર જેવા ગૌણ સેન્સરનો ઉપયોગ શામેલ છે. આ "અવાજ" સિગ્નલ પછી પ્રાથમિક વિસ્કોમીટર સિગ્નલ સાથે સિગ્નલ પ્રોસેસરમાં ફીડ કરવામાં આવે છે. પ્રોસેસર બાહ્ય કંપનની અસરને બાદ કરવા માટે ફિલ્ટરિંગ અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કરે છે, જે વધુ સ્વચ્છ, વધુ સચોટ વાંચન ઉત્પન્ન કરે છે.લોન્મીટરસિગ્નલ રૂપાંતર માટે માઇક્રોપ્રોસેસર સાથે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સડો પદ્ધતિનો -ND દ્વારા ઉપયોગ સ્વાભાવિક રીતે ફિલ્ટરિંગ અને મજબૂતાઈનું અમુક સ્તર પૂરું પાડે છે.
લાંબા ગાળાની વિશ્વસનીયતા, જાળવણી અને સ્વાયત્ત સિસ્ટમો
કોઈપણ ઓનલાઈન પ્રક્રિયા નિયંત્રણ પ્રણાલી માટે સમય જતાં ડેટા અખંડિતતા જાળવવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. બધા માપન સાધનો "ડ્રિફ્ટ" ને આધીન છે, જે યાંત્રિક ઘસારો, ઇલેક્ટ્રોનિક અધોગતિ અથવા પર્યાવરણીય પરિબળોને કારણે કામગીરીમાં ધીમો ફેરફાર છે. આનો સામનો કરવા માટે, સક્રિય, નિયમિત માપાંકન જરૂરી છે.
પ્રમાણિત પ્રમાણભૂત પ્રવાહીની ભૂમિકા
પ્રમાણિત સંદર્ભ સામગ્રી (CRMs) નો ઉપયોગ વિસ્કોમીટરને માપાંકિત કરવા માટે ઉદ્યોગ ધોરણ છે. આ પ્રવાહી છે, સામાન્ય રીતે સિલિકોન તેલ, જે પ્રમાણિત, ન્યુટોનિયન વર્તન દર્શાવે છે અને તાપમાનની શ્રેણીમાં જાણીતી સ્નિગ્ધતા ધરાવે છે. સમયાંતરે, ઓનલાઈન વિસ્કોમીટરને પ્રક્રિયામાંથી દૂર કરવામાં આવે છે અને તેની ચોકસાઈની પુષ્ટિ કરવા માટે આમાંથી એક અથવા વધુ ધોરણો સામે ચકાસવામાં આવે છે. આ ખાતરી કરે છે કે સાધનનું બેઝલાઇન પ્રદર્શન જાળવવામાં આવે છે અને તેના રીડિંગ્સ રાષ્ટ્રીય અથવા આંતરરાષ્ટ્રીય ધોરણો અનુસાર ટ્રેસેબલ રહે છે.
આગાહી જાળવણી માટે માળખું
ફક્ત ડ્રિફ્ટ માટે સુધારણા ઉપરાંત, ઓનલાઈન વિસ્કોમીટરમાંથી સતત ડેટા સ્ટ્રીમનો ઉપયોગ વ્યાપક આગાહી જાળવણી વ્યૂહરચના અમલમાં મૂકવા માટે થઈ શકે છે. પ્રવાહી સ્નિગ્ધતાનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ પાઇપ સ્કેલિંગ અથવા બ્લોકેજ જેવી સંભવિત સમસ્યાઓ માટે પ્રારંભિક ચેતવણી તરીકે સેવા આપી શકે છે, જે ઘણીવાર પ્રવાહી રિઓલોજીમાં ફેરફાર દ્વારા થાય છે. આ ઓપરેટરોને વિનાશક નિષ્ફળતા થાય તે પહેલાં સિસ્ટમને સાફ કરવા અથવા ગોઠવવા માટે આગોતરા પગલાં લેવાની મંજૂરી આપે છે, જેનાથી નોંધપાત્ર ડાઉનટાઇમ અને ખર્ચ બચે છે.લોન્મીટર-ND ની ઓછી જાળવણી ડિઝાઇન અને ઝડપી પ્રતિભાવ સમય તેને આ પ્રકારની વ્યૂહરચના માટે ખર્ચ-અસરકારક અને વિશ્વસનીય ઘટક બનાવે છે.
ઔદ્યોગિક ઉપયોગો અને માત્રાત્મક વ્યાપાર અસર
સેલ્યુલેઝ હાઇડ્રોલિસિસનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન
આ ટેકનોલોજીનો મુખ્ય ઉપયોગ ઔદ્યોગિક બાયોરિએક્ટરમાં સેલ્યુલેઝ-મધ્યસ્થી હાઇડ્રોલિસિસનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન છે. ધ્યેય HMW સેલ્યુલેઝ/CMC ને મૂલ્યવાન ઘટાડતી શર્કરામાં મહત્તમ રૂપાંતરિત કરવાનો છે, જ્યારે વધુ પડતી પ્રક્રિયા ટાળવાનો છે, જે ઊર્જાનો બગાડ કરી શકે છે અને એકંદર ઉત્પાદન ઉપજ ઘટાડી શકે છે.
સંકલિત અમલીકરણ દ્વારાલોન્મીટર-ND સિસ્ટમ, ઓપરેટરો સતત, રીઅલ-ટાઇમ સ્નિગ્ધતા વાંચન મેળવી શકે છે જે પ્રતિક્રિયાની પ્રગતિ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે. અંતિમ બિંદુ નક્કી કરવા માટે મેન્યુઅલ નમૂના અને સમય માંગી લેબ એસે પર આધાર રાખવાને બદલે, જ્યારે ઓનલાઈન સ્નિગ્ધતા વાંચન પૂર્વ-કેલિબ્રેટેડ સેટપોઈન્ટ પર પહોંચે છે ત્યારે પ્રક્રિયા આપમેળે સમાપ્ત થઈ શકે છે. આ બેચ-ટુ-બેચ સુસંગતતા સુનિશ્ચિત કરે છે અને વધુ પડતી પ્રક્રિયાને અટકાવે છે, જે વધુ કાર્યક્ષમ અને અનુમાનિત ઉત્પાદન ચક્ર તરફ દોરી જાય છે. 0.3% ચોકસાઇ લક્ષ્ય પ્રાપ્ત કરવાની સિસ્ટમની ક્ષમતા ખાતરી કરે છે કે અંતિમ બિંદુ શક્ય તેટલી ઉચ્ચતમ ચોકસાઈ સાથે પૂર્ણ થાય છે, જે સમાન ઉત્પાદન ગુણવત્તાની ખાતરી આપે છે.
રોકાણ પર વળતર (ROI) નું પ્રમાણ નક્કી કરવું
આ ટેકનોલોજી અપનાવવાથી અનેક મુખ્ય વ્યવસાયિક માપદંડોમાં રોકાણ પર સ્પષ્ટ અને માત્રાત્મક વળતર મળે છે.
ઉત્પાદન ઉપજ અને ગુણવત્તામાં વધારો
વાસ્તવિક સમયમાં એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાનું નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ કરવાની ક્ષમતા કચરો અને વિશિષ્ટ ઉત્પાદનના ઉત્પાદનને ઘટાડે છે. આ ચોકસાઇ નિયંત્રણ ઉચ્ચ એકંદર ઉપજ અને સતત ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અંતિમ ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે, જે સીધી આવક પર અસર કરે છે.
ઘટાડેલા સંચાલન ખર્ચ
આ સિસ્ટમ મેન્યુઅલ સેમ્પલિંગ અને લેબ વિશ્લેષણની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, જે શ્રમ-સઘન અને ખર્ચાળ પ્રવૃત્તિઓ છે. વધુમાં, રીઅલ-ટાઇમ નિયંત્રણ વધુ પડતી પ્રક્રિયાને અટકાવે છે, જે ઊર્જા વપરાશ અને ખર્ચાળ ઉત્સેચકોનો ઉપયોગ ઘટાડે છે. ની ઓછી જાળવણી ડિઝાઇનલોન્મીટર-ND ડાઉનટાઇમ અને રિપેર ખર્ચ ઘટાડે છે, જે ઓપરેશનલ બચતમાં વધુ ફાળો આપે છે.
ઉન્નત નિર્ણય સપોર્ટ અને ખામી નિદાન
વિસ્કોમીટરમાંથી સતત ડેટા સ્ટ્રીમ, જ્યારે કંટ્રોલ સિસ્ટમ (PLC/DCS) માં સંકલિત થાય છે, ત્યારે તે અદ્યતન વિશ્લેષણ માટે સમૃદ્ધ ડેટાસેટ પ્રદાન કરે છે. આ ડેટાનો ઉપયોગ મોડેલિંગ અને સિમ્યુલેશન માટે થઈ શકે છે, જે વધુ સારી નિર્ણય લેવાની અને ઝડપી ખામી નિદાનને સક્ષમ બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્નિગ્ધતામાં અચાનક, ન સમજાય તેવા ફેરફાર પંપ નિષ્ફળતા અથવા કાચા માલની અસંગતતાનો સંકેત આપી શકે છે, જે તાત્કાલિક સુધારાત્મક કાર્યવાહી માટે પરવાનગી આપે છે.
નીચે આપેલ કોષ્ટક પરંપરાગત પ્રયોગશાળા નમૂના પદ્ધતિઓ વિરુદ્ધ પ્રસ્તાવિત વિસ્કોમેટ્રિક સિસ્ટમનું તુલનાત્મક વિશ્લેષણ પૂરું પાડે છે.
| મેટ્રિક | પરંપરાગત પદ્ધતિ (લેબ સેમ્પલિંગ) | પ્રસ્તાવિત પદ્ધતિ (લોન્મીટર-એનડી સિસ્ટમ) |
| ડેટા સંપાદન | સમયાંતરે, મેન્યુઅલ નમૂના લેવા. | સતત, રીઅલ-ટાઇમ ઓનલાઇન દેખરેખ. |
| પ્રતિભાવ સમય | કલાકોથી દિવસો સુધી (પરિવહન અને પ્રયોગશાળા વિશ્લેષણને કારણે). | તાત્કાલિક. |
| પ્રક્રિયા નિયંત્રણ | વિલંબિત, પ્રતિક્રિયાશીલ ગોઠવણો. | તાત્કાલિક, સક્રિય નિયંત્રણ. |
| ઉત્પાદન સુસંગતતા | બેચથી બેચમાં ખૂબ જ પરિવર્તનશીલ. | ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને સુસંગતતા (0.3% લક્ષ્ય). |
| મજૂરી ખર્ચ | ઉચ્ચ (મેન્યુઅલ સેમ્પલિંગ, લેબ ટેકનિશિયન). | ન્યૂનતમ (સ્વચાલિત, ઇન-લાઇન સિસ્ટમ). |
| ડાઉનટાઇમ | વારંવાર (નમૂના લેવા માટે, સંભવિત ઓવરરન્સ). | ઘટાડો (આગાહી જાળવણી, પ્રયોગશાળાના પરિણામોની રાહ જોવાની જરૂર નથી). |
The લોન્મીટર-ND, એક સરળ સેન્સર કરતાં ઘણું વધારે છે. જ્યારે એક વ્યાપક, ડેટા-સંચાલિત સિસ્ટમમાં સંકલિત થાય છે, ત્યારે તે બાયોપ્રોસેસ નિયંત્રણ માટે એક શક્તિશાળી અને અનિવાર્ય સાધન બની જાય છે.લોન્મીટર-ND ની મજબૂત, ઓછી જાળવણીવાળી ડિઝાઇન અને ઝડપી પ્રતિભાવ સમય ઔદ્યોગિક બાયોપ્રોસેસિંગની કઠોર પરિસ્થિતિઓ માટે સારી રીતે અનુકૂળ છે.
પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૧૦-૨૦૨૫




