Intelligente Lösungen für Batch- und Flow-Automatisierung
Laborautomatisierung kann ein Gamechanger für Ihre Laborarbeit sein – egal ob Sie bestehende Prozesse optimieren oder die Basis für größere Scale-Up Projekte legen. Wir automatisieren Batch- und Flow-Prozesse und helfen Ihnen dabei Ihre Projekte im Labor, Technikum oder Miniplant zu verbessern: mit skalierbaren Automationslösungen, die sich Ihren Gegebenheiten anpassen. Für schnellere Ergebnisse, höhere Reproduzierbarkeit und eine lückenlose Dokumentation.
Unterschiede zwischen Batch und Flow?
Batch-Prozesse kann man sich vorstellen wie einen großen Kochtopf: Jedes Gericht ist eine Charge. Die Einsatzstoffe werden am Anfang eingebracht, der Prozess läuft über definierte Zeit, das Produkt wird am Ende entnommen. So lässt sich bei jeder Charge neu bestimmt, was „gekocht“ wird. Das macht Batch-Prozesse besonders flexibel.
Bei Flow- oder Kontiprozessen gibt es keine zeitlich begrenzte Charge, der Prozess ist durchlaufend. Zulauf und Abfluss sind stabil und Parameter wie Temperatur, Druck und Durchfluss bleiben über längere Zeit konstant. Das erzeugt einen höheren Durchsatz, ist aber beim Rezeptwechsel weniger flexibel.
Sollte ich meine Versuche in Batch oder Flow fahren?
Ab wann wird Automation für mich relevant?
Durch Automation vernetzen Sie ihre Laborgeräte miteinander und bringen Ordnung in Ihre Abläufe und Ergebnisse. Unsere Soft- und Hardware ist dabei so modular aufgebaut, dass Sie sich an Ihre Anforderungen anpasst und Sie flexibel bestehende oder neue Geräte einbinden können. Ihre wichtigsten Hauptvorteile sind:
Reproduzierbarkeit
Wäre es nicht schön, Ihr Wunschergebnis nicht nur erreichen, sondern beliebig oft zu reproduzieren? Durch Automation bleiben Ihre Variablen konstant und Ihre Ergebnisse zuverlässig.
Effizienz
Wer im Labor gearbeitet hat, kennt die unliebsamen Routineaufgaben des Alltags. Viele davon lassen sich automatisiert abbilden – so haben Ihre Mitarbeitenden mehr Zeit für Kernaufgaben und Wartezeiten werden optimal genutzt. Je nach Setup können Sie die Automatisierung sogar nachts und am Wochenende für sich arbeiten lassen.
Lückenlose Dokumentation
Die besten Ergebnisse bringen nichts, wenn sie nicht greif- und nutzbar sind. Dafür müssen Messdaten zusammengeführt, Auswertungen formatiert und Berichte erstellt werden. Von Hand / Manuell ist das mühselig und schnell anfällig für Flüchtigkeitsfehler. Mit unserer Automatisierungssoftware verlassen Sie sich auf eine lückenlose und übersichtliche Dokumentation- bei geringem Aufwand.
Skalierbarkeit
Automatisierung beginnt nicht erst in großen Produktionsanlagen. Viele Entwicklungen starten mit kompakten Tischaufbauten und wachsen später zu Technikums- oder Pilotanlagen heran. HITEC ZANG begleitet diesen Weg mit skalierbaren Lösungen, die sich an Prozess, Anlagengröße und Automatisierungsgrad anpassen lassen.
Laborautomatisierungshardware: LabBox & LabManager
Die LabBox ist der lebende Beweis dafür, dass der Einstieg in die Automation nicht schwierig sein muss. Sie lässt sich leicht und intuitiv anschließen und findet dank ihrer kompakten Bauweise in jedem Abzug und auf jedem Labortisch Platz. Über ihre verschiedenen integrierten Schnittstellen binden Sie Thermostate, Waagen, Rührantrieben, pH-Sonden, Drucksensoren oder Ähnliches an.
Der LabManager kann alles was sein kleiner Bruder – die LabBox kann – verfügt aber zusätzlich über einheitliche Einschubmodule, mit denen Sie ihnnach Belieben erweitern und anpassen. Dank dieses modularen Designs passt sich der LabManager individuell an Ihre Anforderungen und Ziele an. Und alle benötigten Automatisierungsfunktionen sind bereits integriert.
DCManager
Ein kompaktes, modular erweiterbares Forschungsprozessleitsystem (FPLS). Der DC-Manager ist für die sichere und flexibel skalierbare Automatisierung direkt im Schaltschrank gebaut und lässt sich kompatibel zum LabManager einsetzen . Eine leistungsstarke CPU mit Hardware-Watchdog überwacht kontinuierlich Spannungen, Temperaturen und Aktivierungsnetzteile.
LabVision
LabVision ist unser Automatisierungssystem für Verfahrensentwicklung. In Kombination mit unserer Automatisierungshardware automatisieren Sie damit kostengünstig Laborprozesse, erfasssen Versuchsdaten online und steuern Abläufe über digitale Rezepte. Selbstmehrere Anlagen lassen sich gleichzeitig über LabVision bedienen.
Schnittstellen & Scale-Up
Damit sich unsere Automatisierungslösungen nahtlos in bestehende Laborumgebungen und übergeordnete IT-Strukturen einfügen, setzen wir auf offene, herstellerunabhängige Schnittstellen. Sie sorgen für durchgängigen Datenaustausch – vom einzelnen Sensor bis zur Anlagensteuerung.
OPC UA
Der offene Kommunikationsstandard, über den LabBox, LabManager und DC-Manager herstellerunabhängig mit übergeordneten Systemen wie MES, ERP oder Cloud kommunizieren – für durchgängigen Datenaustausch ohne Medienbrüche.
MTP
MTP ermöglicht die automatisierte Einbindung verfahrenstechnischer Module in ein übergeordnetes Leitsystem: Jedes Modul liefert seine digitale Beschreibung selbst mit – ganz ohne aufwändige Individualprogrammierung.
Python
Über eine native Python-Schnittstelle lassen sich eigene Algorithmen, ML-Modelle oder Auswerteroutinen direkt in die Prozesssteuerung einbinden – für maximale Flexibilität in Forschung und Data Science.
Modbus
Über Modbus TCP und Modbus RTU lassen sich zahlreiche Sensoren, Aktoren und Laborgeräte unterschiedlicher Hersteller unkompliziert in die Automatisierung einbinden – für einen zuverlässigen und standardisierten Austausch von Prozess- und Gerätedaten.
Scale-Up
Der Weg vom Labortisch zur Pilotanlage beginnt oft mit der LabBox: kompakt, schnell angeschlossen und ideal für erste automatisierte Versuchsreihen. Wächst der Bedarf, übernimmt der LabManager dieselben Funktionen und erweitert sie modular – ganz ohne Systemwechsel. Für den Schritt in größere, schaltschrankbasierte Anlagen steht mit dem DC-Manager ein leistungsstarkes Prozessleitsystem bereit, das kompatibel zum LabManager eingesetzt werden kann.
Verbunden werden alle Stufen durch LabVision: Digitale Rezepte, die im kleinen Maßstab mit der LabBox entwickelt wurden, lassen sich unverändert auf LabManager- oder DC-Manager-Anlagen übertragen. So wächst die Automatisierung mit dem Prozess mit – für einen reproduzierbaren Scale-Up von der Verfahrensentwicklung bis zur Produktion.
FAQs
Welche Prozesse lassen sich automatisieren?
Grundsätzlich lassen sich nahezu alle Prozesse automatisieren, bei denen Messwerte erfasst, Geräte angesteuert oder Abläufe nach definierten Regeln ausgeführt werden.
Dazu gehören beispielsweise Dosier-, Temperier-, Rühr-, Misch-, Filtrations- und Trennprozesse. Auch Druckregelungen, Gas- und Flüssigkeitsströme, pH-Regelungen, Probenahmen sowie Batch- und kontinuierliche Prozesse können automatisiert werden.
Ob eine vollständige Automatisierung sinnvoll ist, hängt vom jeweiligen Prozess ab. Häufig lohnt es sich, zunächst besonders zeitaufwendige, repetitive oder fehleranfällige Arbeitsschritte zu automatisieren und die Lösung später schrittweise zu erweitern.
Welche Vorteile bringt Rezeptursteuerung?
Eine digitale Rezeptursteuerung legt fest, welche Prozessschritte in welcher Reihenfolge und unter welchen Bedingungen ausgeführt werden. Dazu können beispielsweise Sollwerte, Dosiermengen, Rampen, Haltezeiten, Grenzwerte und Reaktionen auf bestimmte Prozesszustände gehören.
Dadurch werden Versuchsabläufe reproduzierbarer und weniger abhängig von manuellen Eingriffen. Bewährte Rezepte können gespeichert, erneut ausgeführt und gezielt angepasst werden. Gleichzeitig wird dokumentiert, welche Parameter tatsächlich verwendet und welche Prozesswerte erreicht wurden.
Das erleichtert den Vergleich verschiedener Versuche, reduziert Bedienfehler und unterstützt die strukturierte Optimierung von Verfahren.
Wie unterstützt Automatisierung die Skalierung?
Automatisierung macht Prozessabläufe messbar, dokumentierbar und reproduzierbar. Damit schafft sie eine wichtige Grundlage für die Übertragung eines Verfahrens vom Labor in das Technikum oder in eine Pilotanlage.
Relevante Prozessparameter wie Temperatur, Druck, Durchfluss, Dosiergeschwindigkeit oder Verweilzeit können kontinuierlich aufgezeichnet und ausgewertet werden. So lässt sich besser erkennen, welche Parameter für das Prozessergebnis entscheidend sind und wie diese bei einer größeren Anlage angepasst werden müssen.
Durch modular aufgebaute Hard- und Software können außerdem bewährte Automatisierungskonzepte, Bedienstrukturen und digitale Rezepte beim Scale-up weiterverwendet und erweitert werden.
Wann lohnt sich der Umstieg auf Continuous Processing?
Continuous Processing kann besonders interessant sein, wenn ein Prozess einen hohen oder gleichmäßigen Durchsatz erfordert und über längere Zeit unter stabilen Bedingungen betrieben werden kann.
Weitere Vorteile können eine gleichbleibende Produktqualität, kleinere Reaktionsvolumina, eine präzise Kontrolle der Verweilzeit und ein verbesserter Wärme- und Stofftransport sein. Bei bestimmten Reaktionen kann ein kontinuierlicher Prozess zudem sicherheitstechnische Vorteile bieten.
Ein Batch-Prozess bleibt häufig die bessere Wahl, wenn Produkte oder Rezepturen oft wechseln, kleine Mengen hergestellt werden oder eine hohe Flexibilität erforderlich ist. Ob sich der Umstieg lohnt, sollte daher anhand von Durchsatz, Prozessstabilität, Reaktionskinetik, Produktwechseln und Scale-up-Zielen bewertet werden.
HITEC ZANG unterstützt sowohl Batch- als auch Flow-Prozesse und kann deshalb technologieoffen prüfen, welches Konzept besser zu Ihrer Anwendung passt.