Avtomatizacija procesa koncentriranja raztopin proteinov z uporabo komunikacijskega protokola OPCJAGODIČ, TILEN (Avtor) Kamnik, Roman (Mentor) Dermol - Černe, Janja (Komentor) protokol OPCbiofarmacijaprocesno analizna tehnologijakoncentriranjeraztopina proteinaBiofarmacija je veja farmacije, ki se ukvarja z raziskavami in proizvodnjo bioloških zdravil. Biološko zdravilo je zdravilo, ki vsebuje eno ali več zdravilnih učinkovin, pridobljenih ali izoliranih iz živih organizmov in je namenjeno zdravljenju bolezni ali genetskih motenj. V proizvodnji bioloških zdravil ima proces koncentriranja raztopine proteina in izmenjave pufra pomembno vlogo pri biofarmacevtskem čiščenju. Pri starejših sistemih za izvajanje procesov koncentriranja se za spremljanje masne koncentracije raztopine proteina med izvajanjem koncentriranja uporabljajo tehtnice in merilniki pretoka. Z novejšimi tehnologijami so se pojavile naprave, ki merijo masno koncentracijo neposredno med procesom v realnem času. V magistrskem delu sem se osredotočil na uporabo procesno analizne tehnologije (PAT), s katero lahko spremljamo ključne procesne parametre in pridobimo sprotne informacije o kakovosti izdelka med procesom. Pri implementaciji tehnologije PAT so uporabljene napredne naprave za sprotno analizo, kot je sistem CTech FlowVPX, ki meri masno koncentracijo raztopin proteinov z UV-Vis spektroskopijo. Sistema Sartoflow Advanced in PendoTECH sestavljajo krmilni elementi in senzorji, ki so potrebni za izvajanje procesov koncentriranja proteinske učinkovine, uporabljena pa sta kot glavna sistema za izvajanje procesov koncentriranja in izmenjave pufra. Pri magistrskem delu sem vzpostavitev komunikacije med sistemom za koncentriranje in napravo za sprotno analizo zasnoval na protokolu OPC (angl. \emph{Object Linking and Embedding for Process Control Protocol}). To je komunikacijski protokol za digitalni prenos časovno neobčutljivih informacij, namenjen povezovanju sistemov vodenja z nadzornim nivojem. Opisani in uporabljeni sta dve različici protokola, protokol OPC UA in protokol OPC Classic. Protokol OPC UA omogoča neodvisnost od operacijskih sistemov in razširljive varnostne funkcije, za uporabo protokola OPC Classic pa je potreben operacijski sistem Windows. V teoretičnem delu magistrskega dela so opisani potek procesa koncentriranja in izmenjave pufra ter naprave in tehnologije, ki so bile pri delu uporabljene. V praktičnem delu je opisana izvedba preizkušanja različnih metod izmenjave podatkov med sistemi, vključno z tuneli OPC in neposredno povezavo prek lokalnega omrežja. Magistrsko delo vsebuje tehnične opise uporabljenih naprav, opis razvoja in testiranja programske kode za komunikacijo OPC ter opis integracije merilnih naprav s procesnimi sistemi. Rezultati testov kažejo, da je mogoče s povezovanjem naprav in uporabo protokola OPC avtomatizirati proces glede na vrednost koncentracije raztopine proteina, izboljšati natančnost meritev ter zmanjšati tveganje za človeške napake. Za primerjavo sem vzpostavil tudi prenos informacij prek analogne povezave med napravami, s čimer so se pokazale pomanjkljivosti take povezave. Z izvedeno rešitvijo s protokolom OPC je mogoče implementirati procesno analizno tehnologijo v izvajanje procesov, hkrati pa uporabiti podobno rešitev na ostalih sistemih v laboratoriju.20252025-05-14 13:00:02Magistrsko delo/naloga169143sl