Industrialisierung einer Revolution – Kooperation mit MilliDrop
Mit seiner bahnbrechenden Technologie deckt MilliDrop den zunehmenden Bedarf an kosteneffizienter Hochdurchsatz-Kultivierung und -Analyse von Mikroorganismen in Forschungslabors. Mit Bürkert hat MilliDrop den idealen Entwicklungspartner gefunden, um sein innovatives Instrument zu industrialisieren.
Revolutionierte mikrobielle Analyse
Das Analysegerät des Pariser Unternehmens kommt allen Bereichen der mikrobiologischen Forschung im öffentlichen und privaten Sektor zugute: Gesundheitswesen, Landwirtschaft, Energie, Umwelt und Biotechnologie. Vorbereitung, Inkubation, Analyse und Sortiervorgänge mit hohem Durchsatz werden vom MilliDrop-Analysegerät durchgeführt.
Ein Tröpfchen von hundert Nanolitern bis zu wenigen Mikrolitern ersetzt eine Petrischale oder einen Inkubator, um Bakterien, Pilze, Algen oder Hefen zu züchten. Aufgrund der hohen Tröpfchenzahl können viele Reaktionen mit homogenen Wachstumsbedingungen, ohne Kreuzkontamination zwischen Kulturen oder Verdunstung, parallel beobachtet werden. Das spart sowohl Zeit als auch Reagenzien und verringert letztlich Kosten und Abfall.
„Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verkürzen wir mit unserer Technologie die erforderliche Zeit, bis die Bakterien die vorgeschriebene Anzahl erreicht haben, um ihre Phänotypen zu untersuchen. Außerdem verringert die disruptive Technologie das erforderliche Volumen um den Faktor 100. In einer Untersuchung, in der wir Bodenmikroorganismen analysiert haben, benötigte unser System beispielsweise 38 Stunden, während die herkömmliche Methode 12 Tage brauchte“, rechnet Laurent Boitard, Mitbegründer von MilliDrop, vor.
Designoptimierungen zur Reduzierung von Undichtigkeiten und Gesundheitsrisiken
Nach zehnjähriger Entwicklung, der Anmeldung von acht Patenten und dem Bau mehrerer Prototypensysteme suchte Millidrop nach einem robusteren System, das sich in Großserie mit konstanter Leistung herstellen ließ. „Unser anfängliches „Spaghetti-Design“ war fehleranfällig. Jede Verbindung stellte ein potenzielles Leck dar“, erklärt Jairo Garnica, Mitbegründer und Technischer Direktor bei MilliDrop. Luftaustritt kann die Funktion der Maschine beeinträchtigen. Außerdem kann das Ausgießen einer Probe während eines Experiments Gesundheitsrisiken für den Benutzer des Instruments mit sich bringen.
„Die Experten von Bürkert sind wirklich aufgeschlossene Risikoträger. Es war sehr ermutigend zu sehen, dass ein großer Akteur der Branche bereit ist, eine gemeinsame Entwicklung mit einem kleinen Start-up wie unserem durchzuführen. Sie haben sich nicht nur technisch, sondern auch menschlich wirklich viel Mühe gegeben. Das fehlt heute oft. Spätestens bei unserem Besuch im Systemhaus haben wir erkannt, was Bürkert von anderen Unternehmen unterscheidet.“
Bürkert-Ventile für leistungsstarken Langzeitbetrieb
Für Jairo Garnica war es klar, mit Geräten von Bürkert in den Industrialisierungsprozess einzusteigen: „Bei den ersten Maschinen haben wir Fluidikkomponenten verschiedener Hersteller eingesetzt, die aber hinsichtlich Leistung und Lebenserwartung nicht robust genug waren. Dann haben wir uns für das Whisper Valve 6724 von Bürkert entschieden. Die Bürkert-Ventile halten ewig: Wir haben sie für längere Zeit und unter sehr harten Bedingungen ständig eingesetzt – und es gab nie einen Ausfall, der einen Austausch erforderlich gemacht hätte. Auch nach fünf Betriebsjahren funktionieren die Ventile immer noch einwandfrei. Wir waren uns daher stets sicher, beim Einsatz von Bürkert-Komponenten für unsere Maschine keine Ausfälle im Fluidik-System befürchten zu müssen.”
Mit nur 8,9 mm Breite und sehr geringer Leistungsaufnahme garantieren die für die Durchfluss-Anschlussplatte verwendeten 2/2-Wege-Whisper Valve-Magnetventile Typ 6724 höchste chemische Beständigkeit, hohe Gegendruckdichtigkeit sowie ein sehr schnelles und nahezu geräuschloses Schalten.
Individualisierung auf höchster Detailebene für weitere Produktoptimierungen
Zusammen mit Bürkert startete MilliDrop eine erste Untersuchung, um die Konstruktion der Durchfluss-Anschlussplatte zu optimieren. Weil der fluidische Teil der Kern der MilliDrop-Technologie ist, musste der Hersteller Vertrauen in das Fluidiksystem haben. „Da wir bei Bürkert auf Experten trafen, war es sehr einfach, eine zuverlässige Durchfluss-Anschlussplatte zu konstruieren“, erinnert sich Laurent Boitard, Mitbegründer von MilliDrop. Bürkert führte für MilliDrop eine materialbezogene und eine chemische Kompatibilitätsanalyse durch. Nach Bereitstellung der verwendeten Flüssigkeiten entstand eine maßgeschneiderte Lösung sowohl mit maximaler Beständigkeit gegen Chemikalien und mechanische Beanspruchung als auch optimierter Wirtschaftlichkeit. „Es war eine völlig neue Erfahrung für uns zu sehen, dass sich unsere Systeme auf dieser Detailebene anpassen lassen“, sagt Jairo Garnica.
Neue Ideen für einfachere Inspektions- und Wartungsverfahren
Wirklich zielführend für die Validierung der Durchfluss-Anschlussplatte war die von Bürkert entwickelte transparente Bodenplatte. „Das war eine großartige Idee des technischen Teams im Systemhaus, die extrem nützlich für uns ist. Mit der transparenten Platte können wir nicht nur sehen, ob sich die Flüssigkeiten korrekt verhalten, sondern wir konnten auch Inspektions- und Wartungsverfahren entwickeln“, erläutert der technische Leiter.
„Bürkert hat uns eine ganz neue Erfahrung ermöglicht, indem wir unser System auf diese Weise individuell anpassen konnten.“
Profundes Know-how für umfassende Beratung und Betreuung
Ursprüngliches Ziel von MilliDrop war es, das System zu industrialisieren und die Anzahl der „Spaghetti“ zu reduzieren. Während des Austauschs stellte MilliDrop jedoch schnell fest, dass Bürkert über ein sehr umfassendes Know-how verfügt, nicht nur im Fluidik-Management, sondern auch in der Pneumatik. „Also haben wir es probiert und immer mehr Teile zusammen neu gestaltet“, erläutert Laurent Boitard. Eine „unbezahlbare Zusammenarbeit von Anfang an“, wie Jairo Garnica es nennt: „Dank der häufigen und zuverlässigen Unterstützung des Bürkert-Teams haben wir viel über Pneumatik erfahren und gelernt, wie man das System richtig dimensioniert, um unsere technischen Spezifikationen zu erfüllen. Letzten Endes haben wir gemeinsam ein kompaktes und leistungsstarkes pneumatisches System mit einem sehr geringen Ausfallrisiko entwickelt. Wichtig ist aber auch Transparenz. Als Ingenieure ist für uns wichtig zu verstehen, wie unser System genau funktioniert. Glücklicherweise haben wir diese Transparenz bei Bürkert auch bekommen.“
Zeitsparende Testprozesse beschleunigen die Herstellungsphase
MilliDrop wird jetzt mit vormontierten Anschlussplattensätzen beliefert, die schon vor der Installation getestet werden. Derzeit erfolgt das Testen nach einem zweistufigen Ansatz: Bürkert führt eine Primärprüfung durch, um die Gasdichtigkeit sicherzustellen. Nach der Überprüfung schließt MilliDrop das Testverfahren mit Öl ab, um die fluidische Leistung zu überprüfen. „Es zeigt sich, dass die Begasungstests bei Bürkert eigentlich ausreichen. Das System funktioniert zuverlässig. Sobald die Montageverfahren validiert sind, ist es unser Ziel, nur noch die Tests durchzuführen, die Bürkert speziell für uns entwickelt hat“, fügt Jairo Garnica hinzu. In der Industrialisierungsphase des Instruments wird dieser Ansatz MilliDrop mehrere Wochen an Validierungstests für jedes Anschlussplattensatz ersparen.
Flexible und zuverlässige Basis für Entwicklungen in neuen Märkten
Dank Bürkert verfügt MilliDrop nun über eine stabile Plattform, die als zuverlässige Basis für zukünftige Entwicklungen in neuen Märkten dienen kann, ist sich Laurent Boitard sicher: „Bürkert entwickelt sein Portfolio kontinuierlich weiter und bleibt nicht stehen. Wir sind daher zuversichtlich, auch die Anforderungen von Branchen erfüllen zu können, in denen strengere Vorschriften gelten, wie beispielsweise in der Diagnostik. Wir werden diese Lösungen nicht mehr selbst entwickeln. Mit Bürkert haben wir den richtigen Partner an Bord."
„Mit Bürkert haben wir den richtigen Partner an Bord. Wir sind daher zuversichtlich, auch die Anforderungen von Branchen erfüllen zu können, in denen strengere Vorschriften gelten, wie beispielsweise in der Diagnostik.”
So profitieren Sie von zukunftssicherer Durchfluss- und Druckregeltechnik
Langfristige Partnerschaft: Eine offene und transparente Zusammenarbeit ermöglicht ein besseres Verständnis des Systemverhaltens und baut Know-how für zukünftige Entwicklungen auf.
Erhöhte Zuverlässigkeit: Fluidische Systeme mit geringem Leckagepotential verringern Gesundheitsrisiken und gewährleisten eine zuverlässige und sichere Industrialisierung.
Systemkompetenz: Umfassende Kenntnisse über fluidische und pneumatische Anwendungen sichern optimale Systemökonomie und maximale Beständigkeit gegen Chemikalien und mechanische Belastungen.
Individualisierung: Maßgefertigte pneumatische und fluidische Anschlussplattenkonzepte mit konstant hoher Leistung bilden die flexible Basis für ein breites Anwendungsspektrum.
Das Bürkert-Projektteam: