Diseño de una interfaz gráfica orientada a la simulación de un fermentador

Design of a graphical interface oriented to the simulation of a fermenter

El uso de fermentadores es común en diversos procesos biotecnológicos. Actualmente, un fermentador o biorreactor tiene la capacidad de monitorear variables físicas y químicas las cuales son mostradas al operador por medio de una pantalla. Aunado a los materiales de construcción de un biorreactor, hoy en día su adquisición es costosa e inaccesible para fines educativos y de investigación. Para abordar esta problemática, se diseñó y desarrolló la interfaz Fermenta V1.0. orientada a la simulación de un bioproceso realizado por un fermentador, para realizarla se utilizó una pantalla táctil Nextion y Arduino UNO; para su programación, se implementaron los entornos de desarrollo integrados apropiados. La interfaz fue capaz de emular diferentes dispositivos electrónicos como sensores, válvulas solenoides, bombas peristálticas, iluminación y agitación. En esta primera etapa, se establece el punto de partida para facilitar el acoplamiento de la interfaz Fermenta V1.0 con diversos sensores orientados al monitoreo de un fermentador. Con la incorporación de los dispositivos electrónicos a la interfaz, se podrá adecuar al sistema (interfaz-sensores) a un proceso biotecnológico en donde se requiera el uso de un fermentador y la necesidad de monitorear temperatura, oxígeno disuelto, pH, CO₂, iluminación, agitación.

The use of fermenters is common in various biotechnological processes. Currently, a fermenter or bioreactor can monitor physical and chemical variables which are displayed to the operator through a screen. In addition to the construction materials of a bioreactor, nowadays its acquisition is expensive and inaccessible for educational and research purposes. To address this problem, the Fermenta V1.0 interface was designed and developed to simulate a bioprocess performed by a fermenter, using a Nextion touch screen and Arduino UNO; for its programming, the appropriate integrated development environments were implemented. The interface was able to emulate different electronic devices such as sensors, solenoid valves, peristaltic pumps, lighting, and agitation. In this first stage, the starting point is established to facilitate the coupling of the Fermenta V1.0 interface with various sensors oriented to the monitoring of a fermenter. With the incorporation of the electronic devices to the interface, it will be possible to adapt the system (interface-sensors) to a biotechnological process where the use of a fermenter is required and the need to monitor temperature, dissolved oxygen, pH, CO₂, lighting, agitation.

O uso de fermentadores é comum em vários processos biotecnológicos. Atualmente, um fermentador ou biorreator tem a capacidade de monitorar variáveis físicas e químicas que são mostradas ao operador por meio de uma tela. Além dos materiais de construção de um biorreator, hoje sua aquisição é cara e inacessível para fins educacionais e de pesquisa. Para resolver este problema, a interface Fermenta V1.0 foi projetada e desenvolvida. orientado para a simulação de um bioprocesso realizado por um fermentador, para realizá-lo uma touch screen Nextion e Arduino UNO foram utilizados; ambientes de desenvolvimento integrado apropriados foram implementados para sua programação. A interface era capaz de controlar a iluminação, a velocidade do motor, emular bombas peristálticas, válvulas solenóides e vários sensores. Com essa etapa concluída, o ponto de partida é estabelecido para facilitar o projeto e a construção de um fermentador com materiais e dispositivos eletrônicos de baixo custo.