Bioreaktor
Die Steuerung eines Bioreaktors per IoT regelt Licht, Wassertemperatur, Pumpen und Fütterung anhand laufender Messwerte. Betreiber überwachen und optimieren das System aus der Ferne und greifen nur bei Problemen ein.
Bioreaktor auf einen Blick
Am häufigsten in den Projekten auf dieser Seite
Verifizierte Projekte mit Bioreaktor
Bioreaktor Steuerung per IoT: Aquakultur aus der Ferne regeln
Im Lösungsbeispiel messen Sensoren regelmäßig Temperatur, Licht, Sauerstoffgehalt des Wassers und weitere Parameter, Kameras beobachten den Fischschwarm und liefern mittels künstlicher Intelligenz Daten über dessen Zustand. Das System besteht aus Regelung und Steuerung. Die Regelung liest die Sensoren aus und steuert Aktoren, im Prototyp auf einem Raspberry Pi, später auf einem eigens gefertigten Controller. Die Steuerung ist per MQTT mit der Regelung verbunden und geht über einen Router per WLAN oder Mobilfunk ins Internet. In der Cloud landen die Daten in einer Datenbank zur Visualisierung und in einem Data Lake zur Analyse. Die Verbindung ist in beiden Richtungen verschlüsselt.
Das Beispiel stammt aus der Agrarwirtschaft und gehört zur Fernauslesung und Temperaturmessung im Condition Monitoring. Das österreichische Biotech-Startup Blue Planet Ecosystems hat mit LARA eine geschlossene Aquakultur in Containergröße entwickelt: Mit Sonnenlicht vermehrt sie Algen, die Zooplankton ernähren, das wiederum die Fische frisst. Für die Vernetzung mit seiner Cloud-Plattform sorgt der IoT-Anbieter Cloudflight. Die Plattform kann die interne Regelung per Befehl übersteuern, über eine Weboberfläche ist manuelle Steuerung möglich. Die Komponenten lassen sich fernaktualisieren, und dank MQTT und der gewählten Architektur können weitere Sensoren und Aktoren leicht nachgerüstet werden.
Häufige Fragen zur Steuerung von Bioreaktoren
Wie wird ein Algen-Bioreaktor mit Sensordaten geregelt?
Geregelt wird über Messwerte wie Temperatur, Licht und Sauerstoffgehalt, aus denen die Software die Stellgrößen ableitet. Im LARA-System von Blue Planet Ecosystems vermehren sich Algen mit Sonnenlicht und dienen als Nahrung für Zooplankton. Eine Software regelt anhand der Sensordaten Licht und Wassertemperatur sowie Wasserpumpen und Fütterung. Alle Werte werden aufgezeichnet, um den Bioreaktor per Datenanalyse weiter zu optimieren.
Was unterscheidet einen Bioreaktor für die Aquakultur von klassischen Fischzuchtanlagen?
Der vernetzte Bioreaktor arbeitet als geschlossenes Ökosystem weitgehend autonom und wird per IoT überwacht. Klassische Kreislaufanlagen stehen laut Lösungsbeispiel in großen Hallen mit Wasseraufbereitung und haben hohe Betriebskosten. LARA von Blue Planet Ecosystems hat dagegen Containergröße, braucht eine Startsaat und einige hundert Liter Wasser und lässt sich an jedem Standort aufstellen, etwa in der Wüste.
Wie lässt sich ein Bioreaktor aus der Ferne überwachen und eingreifen?
Aus der Ferne überwacht wird über eine Cloud-Plattform, die Statusdaten empfängt und Befehle zurücksendet. Im Beispiel arbeitet das System autonom, schickt aber regelmäßig Statusangaben in die Cloud von Cloudflight. Die Plattform kann die interne Regelung übersteuern, über eine Weboberfläche ist auch manuelle Steuerung möglich. Die Verbindung ist in beiden Richtungen mit einer Transportverschlüsselung geschützt.
Welche Sensoren und Daten braucht die Steuerung eines Bioreaktors?
Die Steuerung braucht Messwerte zu Temperatur, Licht und Sauerstoffgehalt des Wassers sowie weitere Parameter des Prozesses. Im Lösungsbeispiel kommen Kameras hinzu, die den Fischschwarm beobachten und per künstlicher Intelligenz Zustandsdaten liefern. In der Cloud speichert eine Datenbank die Werte für die Visualisierung, ein Data Lake hält die aggregierten Daten für Analysen bereit. Weitere Sensoren lassen sich nachrüsten.
Weitere Assets in „Maschinen und Anlagen“
Pumpe
Pumpenüberwachung mit IoT erfasst Schwingung, Temperatur, Druck und Energieverbrauch laufender Pumpen. Betreiber erkennen Schäden und Störungen, bevor die Pumpe ausfällt, und warten nach Zustand statt nach festen Intervallen.
Elektromotor
Motorüberwachung mit IoT misst laufend Schwingung, Temperatur und Stromaufnahme von Elektromotoren. Betreiber erkennen Unwucht, Lagerschäden oder Fehler in der Wicklung früh und tauschen Motoren nach Zustand statt erst nach dem Ausfall.
Kompressor
Die Wartung von Kompressoren richtet sich mit IoT nach dem tatsächlichen Zustand: Sensoren erfassen Stromaufnahme, Druck, Temperatur und Laufzeiten. Betreiber erkennen schleichende Schäden und ungenutzte Laufzeiten früh und senken Energie- und Servicekosten.
Verpackungsmaschine
OEE-Software erfasst an Verpackungsmaschinen Laufzeiten, Stillstände, Geschwindigkeit und Ausschuss automatisch aus den Maschinensignalen. Betreiber sehen, wo ihre Linien Leistung verlieren, und Maschinenbauer bauen auf denselben Daten Fernzugriff und digitale Services auf.
Kälteanlage
Die Wartung einer Kälteanlage wird mit IoT planbar: Temperaturen, Drücke im Kältekreislauf, Verdichterstatus und Energieverbrauch laufen in Echtzeit in eine Plattform. Betreiber und Servicepartner erkennen Störungen früh, vermeiden unnötige Einsätze vor Ort und senken Mehrverbräuche.
Klimaanlage
Klimaanlagen in Gewerbegebäuden, Filialen und Rechenzentren lassen sich mit IoT aus der Ferne überwachen. Betreiber sehen Energieverbrauch, Temperaturen und Störungen zentral, erkennen defekte Verdichter oder fehlendes Kältemittel früh und planen Serviceeinsätze gezielt.
IIoT Use Case Anwenderkreis
Was in keinem Projekt steht
Was hat das Projekt gekostet? Welcher Sensor hat im Feld nicht gehalten? Wie hat man die Instandhaltung mitgenommen? Solche Fragen besprechen 300+ Anwender aus der Industrie jeden Monat untereinander, offen und ohne Anbieter im Raum.
Häufige Themen in diesen Projekten, bring deine Fragen mit:
- Condition Monitoring
- Digitale Dokumentation
Jeden Monat online
Tech- und Business-Fokus im Wechsel
Nur Anwender
Kein Vertrieb im Raum, Austausch unter NDA
300+ Mitglieder
OT-, IT- und IIoT-Verantwortliche aus der Industrie
