Bioreaktor Sparger

Typisk idé til design af spargerør

Mindre bioreaktorer kan effektivt fordele ilt og fjerne kuldioxid uden forstøvere. Disse foranstaltninger gælder dog ikke for større bioreaktorer, da det lavere forhold mellem overfladeareal og volumen fører til ophobning af kuldioxid og forhindrer iltindtrængning. Derfor er forstøvere nødvendige for at tilføre ilt og fjerne kuldioxid.

Systemer med mikro- og store forstøvere er ofte nyttige, fordi de kan opfylde forskellige procesbehov. For eksempel producerer store forstøvere større bobler, der effektivt fjerner opløst CO2 fra opløsningen, men store bobler kræver kraftig omrøring for at nedbryde dem og frigive ilt.

Selvom dette kan fungere godt for kuldetolerante cellelinjer, kan omrøring beskadige mere sarte pattedyrceller. I disse tilfælde kan en makrofordeler med lavere effekt først bruges til at fjerne CO2 og derefter en mikrofordeler i serie for at producere mindre bobler, der leverer ilt mere effektivt.

Typer af spargers i bioreaktorer?

Typer af sparger i fermentor?

Typer af spargers i bioreaktorer/fermentorer

Spargers kategoriseres baseret på deres struktur og gasfordelingsmetode.

Her er detre hovedtyper:

1.Porøs sparger

*MaterialeNormalt lavet af sintret rustfrit stål eller keramik.

*FunktionIndeholder mange små porer, der producererfine bobler.

*FordelStort overfladeareal → Bedre iltoverførselseffektivitet.

*Bruges tilBioreaktorer i laboratorieskala og pilotskala, der kræver præcis iltkontrol.

2.Dysespreder (eller dysespreder)

*StrukturEt rør eller et rør medet eller flere huller(åbninger).

*GasindgangGas strømmer direkte ud fra hullerne og ind i væsken.

*BoblestørrelseTypisk større end porøse spargere.

*FordelSimpelt design,let at rengøre, lav pris.

*Bruges tilIndustrielle fermentorer med mekanisk omrøring.

3.Ringsparger

*FormEt cirkulært eller ringformet rør med flere huller.

*FungereFordeler gassen jævnt i bunden af ​​tanken.

*FordelEnsartet boblefordeling, god til store systemer.

*Bruges iFermentorer med stort volumen og høj omrøring.

Valgfri type:

4.Mikrosparger / Mikroboblesparger

*FungereGenerererultrafine boblertil meget høj masseoverførsel.

*Bruges iAvancerede bioprocesser som cellekultur fra pattedyr.

Oversigtstabel:

Sintret porøs metalsparger fremstiller

Grænsefladearealet øges, men boblestørrelsen falder

Udfordringen: Bobleegenskaber bestemmer O2-transport og CO2-dampudvindingshastigheder

Bobledannelse og -størrelse påvirker i væsentlig grad, hvordan ilt dispergeres i hele bioreaktoren. Bobleegenskaber påvirkes betydeligt af porestørrelse og -fordeling, fordelermateriale, strømningshastighed, væske- og gasegenskaber og tryk. For eksempel producerer mikrosprøjter mindre, sfæriske bobler, mens større sprøjter producerer lidt større og mindre ensartet formede bobler.

Mikrospargere producerer mikronstore og sfæriske bobler, og overfladespænding er den dominerende kraft, når de passerer gennem bioreaktoren. De har derfor en lang opholdstid i reaktoren, hvilket forbedrer iltoverførslen, men er ikke egnet til at fjerne kuldioxid fra kulturen.

Store forstøvere producerer bobler med en gennemsnitlig diameter på 1-4 mm, hvor overfladespænding og opdrift i bouillonen tilsammen påvirker deres form og bevægelse. Disse bobler har en kortere opholdstid, men er mindre tilbøjelige til at opløses end mindre bobler. Mikroforstøvere kan dog også producere større asymmetriske bobler, hvor inertikræfter styrer deres opførsel. Disse bobler kan let briste uden at opløse eller fjerne CO2.

Boblernes form og størrelse bestemmer mængden af ​​forskydningsspænding, som cellen vil opleve, effektiviteten af ​​at fjerne CO2 fra systemet og hastigheden af ​​den samlede iltoverførsel til cellen. Derfor er det vigtigt at optimere bioreaktorforstøveren for at sikre, at iltboblerne er ensartede i størrelse og fordeling og ikke beskadiger cellerne.

Løsning: Brug streng produktionskvalitetskontrol af HENGKO Bioreactor Sparger

HENGKO har mere end tyve års erfaring med udvikling og produktion af sintrede spargere. Vores rustfri stålspargere er resultatet af snesevis af ingeniører, der ofte har forbedret produktionsmetoden for at producere dette produkt af høj kvalitet med ensartede porer og dermed ensartet boblestørrelse, der frigives i bioreaktoren. Vores porøse spargere anbefales til brug med lavflow-masseflowregulatorer.

Sådan bruges det:Lavflow-masseflowregulatoren introducerer langsomt ilt i den porøse spreder. Sprederen frigiver ikke gas med det samme. I stedet øges trykket gradvist, indtil et kritisk punkt nås, hvor boblerne forsigtigt frigives til bioreaktoren.

Ved hjælp af denne indblæsningsmetode kan iltmasseflowhastigheden justeres for at kontrollere frigivelseshastigheden af ​​boblerne i bioreaktoren. Hullerne i indblæseren er små nok til, at boblerne vil dannes forudsigeligt. Derfor er denne bioreaktorindblæsningsteknologi skalerbar på tværs af beholderstørrelser med en iltoverførselshastighed proportional med gasflowhastigheden.

Spørgsmål om bioreaktor-sparger

1. Hvad er en Sparger i en bioreaktor?

Kort sagt er en sparger en anordning, der bruges i en bioreaktor til at indføre gasser, såsom ilt eller luft, i det flydende medium.

Hovedfunktionen af ​​en sparger er at forsyne mikroorganismerne i bioreaktoren med ilt, hvilket er nødvendigt.

for deres vækst og stofskifte.

Nøglefunktioner for en sparger:

1. Gasintroduktion

*Introducerer gasser som ilt, luft, nitrogen eller kuldioxid i bioreaktoren.
*Sikker korrekt luftning for at understøtte mikrobiel eller cellevækst.

2. Iltforsyning til mikroorganismer

*Forsyner ilt for at opfylde de metaboliske behov hos aerobe mikroorganismer.
*Opretholder tilstrækkeligopløst ilt (DO)niveauer i kulturmediet.

3. Kontrolleret gasdistribution

*Gas frigives viaporøse materialer, metalrør, ellerdyser, der ofte danner små bobler for at øge kontaktarealet.
*Placering kan være kl.bund eller topaf reaktoren, afhængigt af designet.

4. Forbedrer masseoverførselshastigheden

*Forbedrerhastigheden af ​​iltoverførselfra gasfasen til den flydende fase.
*Påvirkermikrobiel vækstrateogproduktudbyttedirekte.

5. Optimerer bioproceseffektiviteten

*Hjælper med at kontrollere procesparametre såsomDO-niveau, temperatur, pH, oggasstrømningshastighed.
*Væsentligt forskalerbarhedogpålidelighedaf industriel fermentering.

WhHvad menes der med Sparger? 

En sparger er en anordning, der bruges til at indføre gas i en væske. Den bruges almindeligvis i bioreaktorer,

som er specialiserede beholdere, der bruges til at dyrke mikroorganismer eller celler under kontrollerede forhold.

Hvad er Spargers funktion?

Sprederens funktion er at tilføre ilt eller en anden gas til bioreaktoren for at understøtte væksten.

og cellernes eller mikroorganismernes metabolisme.

ENsprængeri en bioreaktor tjener ét hovedformål:

Den sprøjter gas ind i væsken for at hjælpe mikroorganismer med at vokse.

Hvad gør den præcist?

*Tilfører ilt eller luftind i kulturmediet.

*Danner små boblerat fordele gassen jævnt.

*Hjælper celler med at "trække vejret"ved at holde iltniveauet stabilt.

*Forbedrer gas-væske-kontakten, hvilket gør det lettere at absorbere ilt.

*Understøtter sund vækstog bedre produktion i fermenteringen.

Hvad er brugen af ​​​​sparger i bioreaktorer? Forklar dens typer.

Der findes flere typer af sprinklere, der kan bruges i en bioreaktor. Disse omfatter boblesprinklere, som skaber en kontinuerlig strøm af bobler i væsken, og spraysprinklere, som spreder gassen som en fin tåge. Andre typer af sprinklere omfatter porøse sprinklere og hulfibersprinklere.

Hvor er Spargeren placeret i bioreaktoren?

Sprederen er typisk placeret i bunden af ​​bioreaktoren, hvor den effektivt kan blande gassen med væsken. I storskala fermenteringsprocesser anvendes boblespredere ofte, da de er relativt enkle og billige at betjene.

Hvilken type sparger bruges mest til storskala fermentering?

I storskala fermenteringsprocesser anvendes ofte boblespargere, da de er relativt enkle og billige at betjene.

En boble-sprængerbestår af et rør eller et rør med små huller eller slidser, hvorigennem gassen indføres i væsken.

Gassen strømmer gennem hullerne eller slidserne og danner en kontinuerlig strøm af bobler i væsken. Boblesprængere er effektive

ved at tilføre en stor mængde gas til bioreaktoren og kan nemt justeres for at kontrollere gassens strømningshastighed.

De er også relativt nemme at rengøre og vedligeholde.

Boblespredere kan dog skabe relativt store bobler, som evt.ikke være lige så effektiv til at give et stort overfladeareal

for at cellerne eller mikroorganismerne kan komme i kontakt med gassen.

I nogle tilfælde kan en sprayspreder eller en anden type spredervære mere passende til en bestemt fermenteringsproces.

Hvad har du brug for at vide om Sparger-systemet?

Der er flere ting, du bør overveje, når du bruger et sparger-system i en bioreaktor.

Disse omfatter:

1. Kalibrering:

Det er vigtigt at kalibrere strømningshastigheden af ​​den gas, der indføres i bioreaktoren, korrekt.

Dette vil sikre, at den korrekte mængde gas tilføres cellerne eller mikroorganismerne, og

at iltkoncentrationen i bioreaktoren er inden for det ønskede område.

2. Iltkoncentration:

Iltkoncentrationen i bioreaktoren bør overvåges regelmæssigt for at sikre, at den er inden for

det ønskede område for de celler eller mikroorganismer, der dyrkes. Hvis iltkoncentrationen er for høj eller

for lavt, kan det påvirke cellernes eller mikroorganismernes vækst og stofskifte.

3. Forebyggelse af kontaminering:

Det er vigtigt at sikre, at indsprøjtningsblæseren og det omkringliggende område rengøres og vedligeholdes ordentligt for at forhindre

kontaminering af bioreaktoren. Dette kan omfatte regelmæssig udskiftning af gasfiltre og rengøring af sprinkleren og

omkringliggende områder med passende desinfektionsmidler.

4. Gasstrømningshastighed:

Gassens strømningshastighed bør justeres efter behov for at opretholde den ønskede iltkoncentration i bioreaktoren.

Flowhastigheden skal muligvis øges eller mindskes afhængigt af cellernes eller mikroorganismernes iltbehov.

og gasforbrugets hastighed.

5. Vedligeholdelse:

Regelmæssig vedligeholdelse af indsprøjtningssystemet er vigtig for at sikre, at det fungerer korrekt og effektivt.

Dette kan omfatte kontrol for lækager, udskiftning af slidte eller beskadigede dele og rengøring af sprederen og

omkringliggende områder efter behov.

2. Spargerens hovedfunktion i en bioreaktor?

Hovedfunktionen af ​​en sparger i en bioreaktor er at indføre gasser, såsom ilt eller luft,

i det flydende medium. Det er nødvendigt for vækst og metabolisme af mikroorganismerne i

bioreaktoren, da de kræver ilt til respiration.

Spargeren hjælper med at forsyne mikroorganismerne med den nødvendige ilt og opretholde en

et passende iltniveau i bioreaktoren for at understøtte deres vækst og metabolisme, hvilket er afgørende for

bioprocessens succes.

A: Introduktion af gasser:

Hovedfunktionen af ​​en sparger i en bioreaktor er at indføre gasser, såsom ilt eller luft, i

flydende medium. Det hjælper med at forsyne mikroorganismerne med den nødvendige ilt til vækst og stofskifte.

B: Opretholdelse af niveauet af opløst ilt:

Sprængningspumpen hjælper med at opretholde niveauet af opløst ilt i det flydende medium. Disse niveauer er vigtige

parametre, der skal overvåges og kontrolleres under bioprocessen, da de direkte påvirker mikroorganismernes vækst og metabolisme.

C: Kontrol af gasoverførselshastighed:

Spargeren er designet til at introducere gassen i det flydende medium på enkontrolleret måde.

Sprederen kan justeres for at give den ønskede iltoverførselshastighed og for at opretholde

passende niveau af opløst ilt i mediet.

D: Opretholdelse af masseoverførselshastighed:

Spargeren spiller også en vigtig rolle i at opretholde masseoverførselshastigheden, som er hastigheden

hvor ilten overføres fra gasfasen til væskefasen.

E: Optimering af bioprocesser:

Spargeren kan bruges til at kontrollere faktorer som bioreaktorens størrelse og form, typen,

og koncentrationen af ​​mikroorganismer samt mediets temperatur og pH-værdi for at optimere bioprocessen.

F: Tilvejebringelse af blanding:

Sprængere hjælper også med at skabe en homogen blanding af væske og gas.

ved at give en blandende virkning. Det hjælper med at give mikroorganismerne et ensartet miljø.

3. Typer af Sparger i bioreaktor?

Flere typer af spargers omfatter porøse stenspargers lavet af et porøst materiale såsom keramik.

eller sintret metal og boblekolonnespredere, som bruger en række rør eller dyser til at introducere

gassen ind i væsken.

Flere typer af spargers kan anvendes i en bioreaktor, herunder:

1. Porøse stenspargere: 

Disse er lavet af et porøst materiale såsom keramik eller sintret metal og er placeret i bunden af ​​bioreaktoren.

De giver et stort overfladeareal til gasoverførsel og bruges almindeligvis i småskala bioreaktorer.

2. Boblekolonne-sprængere: 

Disse bruger en række rør eller dyser til at indføre gassen i væsken.

De kan placeres i bunden eller toppen af ​​bioreaktoren og bruges almindeligvis

i bioreaktorer i større skala.

3. Ringspreder: 

Disse er placeret i bunden af ​​bioreaktoren og bruger en ringformet struktur til at

producerer bobler og sørger for ilttransport.

4. Mikroboble-sprænger: 

Disse er designet til at producere små bobler, der giver høj iltoverførselseffektivitet

og er meget anvendt i storskala bioreaktorer med høj densitet.

5. Jetspreder: 

Disse bruger et sæt dyser til at indføre gassen i væsken.

De kan placeres i bunden eller toppen af ​​bioreaktoren og er almindeligvis

anvendes i bioreaktorer med høj forskydning.

6. Skovlhjulsspreder: 

Denne type Sparger bruger et roterende skovlhjul til at skabe bobler og sørge for iltoverførsel.

Det bruges almindeligvis i fermenteringsprocesser.

Dette er nogle af de almindeligt anvendte spargertyper i bioreaktorer, og valget af Sparger afhænger

af bioreaktorens størrelse, type og design samt den specifikke bioproces, der anvendes.

4. Hvordan indstiller man sprøjteniveauer i bioreaktoren?

Indblæsningsniveauet i en bioreaktor indstilles typisk baseret på mikroorganismernes iltbehov,

gasoverførselshastigheden og gasgennemstrømningshastigheden. Faktorer, der kan påvirke gennemblæsningsniveauet, omfatter størrelsen

og formen af ​​bioreaktoren, typen og koncentrationen af ​​mikroorganismer samt mediets temperatur og pH-værdi.

5. Spargers rolle i bioreaktor?

En spargers rolle i en bioreaktor er at introducere gasser, såsom ilt eller luft, i det flydende medium for at

opfylde mikroorganismernes iltbehov.

Det er afgørende for mikroorganismernes vækst og metabolisme og i sidste ende for bioprocessens succes.

Spargeren hjælper med at forsyne mikroorganismerne med den nødvendige ilt til vækst og stofskifte.

IDet hjælper med at opretholde niveauet af opløst ilt i det flydende medium, hvilket er vigtige parametre at overvåge.

og kontrol under bioprocessen, da de direkte påvirker mikroorganismernes vækst og metabolisme.

Spargeren er designet til at introducere gassen i det flydende medium på en kontrolleret måde, f.eks. via

porøse materialer eller rør. Spargeren kan være placeret i bunden eller toppen af ​​bioreaktoren, afhængigt af

bioreaktorens design og typen af ​​mikroorganismer, der anvendes. Spargeren kan justeres for at give den

den ønskede iltoverførselshastighed og for at opretholde det passende niveau af opløst ilt i mediet.

Spargeren spiller også en vigtig rolle i at opretholde masseoverførselshastigheden, hvilket er den hastighed, hvormed

Ilt overføres fra gasfasen til væskefasen. Masseoverførselshastigheden kan påvirkes af faktorer

såsom bioreaktorens størrelse og form, typen og koncentrationen af ​​mikroorganismer og temperaturen

og mediets pH. Spargeren kan bruges til at kontrollere disse faktorer og optimere masseoverførselshastigheden,

hvilket er afgørende for bioprocessens succes.

Sparger hjælper også med at skabe en homogen blanding af væske og gas ved at give en blandevirkning.

Det hjælper med at give mikroorganismerne et ensartet miljø.

Kort sagt er en spargers rolle i en bioreaktor at forsyne mikroorganismerne i det flydende medium med ilt,

hvilket er nødvendigt for deres vækst og stofskifte, og for at opretholde de passende niveauer af opløst ilt og

masseoverførselshastighed, som er afgørende for bioprocessens succes.

Det hjælper også med at skabe en homogen blanding og giver en blandevirkning til det flydende medie.

Hvilken slags bioreaktor-sparger er du interesseret i at bruge eller tilpasse?

du er velkommen til at kontakte os via e-mailka@hengko.com, eller kan sende en forespørgsel på

kontaktformularen nederst, så sender vi den tilbage til dig hurtigst muligt inden for 24 timer.