بیوراکتور اسپارگر

ایده طراحی تیوب اسپرج معمولی

بیورآکتورهای کوچکتر می توانند اکسیژن را به طور موثری توزیع کنند و دی اکسید کربن را بدون نبولایزر حذف کنند. با این حال، این اقدامات برای بیوراکتورهای بزرگتر اعمال نمی شود، زیرا نسبت سطح پایین به حجم منجر به تجمع دی اکسید کربن می شود و از نفوذ اکسیژن جلوگیری می کند. بنابراین، نبولایزرها برای وارد کردن اکسیژن و حذف دی اکسید کربن ضروری هستند.

سیستم‌های دارای نبولایزرهای کوچک و بزرگ اغلب مفید هستند زیرا می‌توانند نیازهای مختلف فرآیند را برآورده کنند. به عنوان مثال، نبولایزرهای بزرگ حباب‌های بزرگ‌تری تولید می‌کنند که به طور موثر CO2 محلول را از محلول حذف می‌کنند، اما حباب‌های بزرگ برای شکستن و آزاد کردن اکسیژن نیاز به هم زدن شدید دارند.

در حالی که این ممکن است برای رده های سلولی مقاوم به سرما مفید باشد، هم زدن می تواند به سلول های ظریف پستانداران آسیب برساند. در این موارد، ابتدا می‌توان از یک توزیع‌کننده ماکرو کم‌توان برای حذف CO2 و سپس از یک میکرو توزیع‌کننده به‌صورت سری برای تولید حباب‌های کوچک‌تر استفاده کرد که اکسیژن را به‌طور مؤثرتر تحویل می‌دهند.

متخلخل متخلخل Sparger می سازد

سطح رابط افزایش می یابد اما اندازه حباب کاهش می یابد

چالش: مشخصه‌های حباب، نرخ‌های انتقال O2 و استخراج بخار CO2 را تعیین می‌کنند.

تشکیل حباب و اندازه آن به طور قابل توجهی بر نحوه پراکندگی اکسیژن در سراسر بیوراکتور تأثیر می گذارد. ویژگی های حباب به طور قابل توجهی تحت تأثیر اندازه و توزیع منافذ، مواد توزیع کننده، سرعت جریان، خواص مایع و گاز و فشار است. به عنوان مثال، سمپاش‌های میکرو حباب‌های کروی کوچک‌تر تولید می‌کنند، در حالی که سمپاش‌های بزرگتر حباب‌های کمی بزرگ‌تر و کمتر یکنواخت تولید می‌کنند.

میکرو اسپارگرها حباب هایی به اندازه میکرون و کروی تولید می کنند و کشش سطحی نیروی غالب در هنگام عبور از بیوراکتور است. بنابراین، آنها مدت زمان اقامت طولانی در راکتور دارند که انتقال اکسیژن را بهبود می بخشد، اما برای حذف دی اکسید کربن از کشت مناسب نیست.

نبولایزرهای بزرگ حباب هایی با قطر متوسط ​​1-4 میلی متر تولید می کنند که در آن کشش سطحی و شناور در آبگوشت با هم ترکیب می شوند تا بر شکل و حرکت آنها تأثیر بگذارند. این حباب ها زمان ماندگاری کوتاه تری دارند اما نسبت به حباب های کوچکتر احتمال حل شدن کمتری دارند. با این حال، میکرو اسپارگرها همچنین ممکن است حباب های نامتقارن بزرگتری تولید کنند که نیروهای اینرسی بر رفتار آنها حاکم است. این حباب ها می توانند به راحتی بدون حل یا از بین بردن دی اکسید کربن ترکیده شوند.

شکل و اندازه حباب ها میزان تنش برشی که سلول تجربه خواهد کرد، اثربخشی حذف CO 2 از سیستم و سرعت انتقال کل اکسیژن به سلول را تعیین می کند. بنابراین، بهینه سازی نبولایزر بیوراکتور برای اطمینان از اینکه حباب های اکسیژن از نظر اندازه و توزیع یکنواخت هستند و به سلول ها آسیب نمی رسانند، مهم است.

راه حل: از کنترل دقیق کیفیت تولید HENGKO Bioreactor Sparger استفاده کنید

HENGKO بیش از بیست سال تجربه در توسعه و تولید اسپارگر متخلخل دارد. اسپارگر فولاد ضد زنگ ما نتیجه ده ها مهندس است که اغلب روش تولید را برای تولید این محصول با کیفیت بالا با منافذ یکنواخت و بنابراین اندازه حباب یکنواخت در بیوراکتور بهبود داده اند. اسپارگرهای متخلخل ما برای استفاده با کنترل کننده های جریان جرم کم جریان توصیه می شوند.

نحوه استفاده:کنترل کننده جریان جرمی کم جریان به آرامی اکسیژن را به اسپارگر متخلخل وارد می کند. اسپارگرها بلافاصله گاز آزاد نمی کنند. در عوض، فشار به تدریج افزایش می یابد تا زمانی که به نقطه بحرانی برسد، در این نقطه حباب ها به آرامی در بیوراکتور آزاد می شوند.

با استفاده از این روش پارگی، سرعت جریان جرمی اکسیژن را می توان برای کنترل سرعت رهاسازی حباب ها در بیوراکتور تنظیم کرد. سوراخ‌های اسپارگر به اندازه‌ای کوچک هستند که حباب‌ها به‌طور قابل پیش‌بینی تشکیل می‌شوند. بنابراین، این فناوری پارگی راکتور بیوراکتور با سرعت انتقال اکسیژن متناسب با سرعت جریان گاز، مقیاس پذیر است.

سوالاتی در مورد بیوراکتور اسپارگر

1. اسپارگر در بیوراکتور چیست؟

به طور خلاصه، اسپارگر وسیله ای است که در بیوراکتور برای وارد کردن گازهایی مانند اکسیژن یا هوا به محیط مایع استفاده می شود. وظیفه اصلی اسپارگر تامین اکسیژن برای میکروارگانیسم های موجود در بیوراکتور است که برای رشد و متابولیسم آنها ضروری است.

اسپارگر در بیوراکتور برای افزودن گازهایی مانند اکسیژن، هوا یا سایر گازهای مورد نیاز برای رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها استفاده می شود. اکسیژن از طریق اسپارگر به میکروارگانیسم ها می رسد که به حفظ سطح اکسیژن محلول در محیط مایع کمک می کند. سطح اکسیژن محلول یک پارامتر مهم برای نظارت و کنترل در طول فرآیند زیستی است زیرا مستقیماً بر رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارد.

اسپارگر به گونه ای طراحی شده است که گاز را به روشی کنترل شده مانند مواد متخلخل یا لوله ها وارد محیط مایع کند. اسپارگر بسته به طراحی بیوراکتور و نوع میکروارگانیسم های مورد استفاده می تواند در پایین یا بالای بیوراکتور قرار گیرد. اسپارگر را می توان برای ارائه سرعت انتقال اکسیژن مورد نظر و حفظ سطح مناسب اکسیژن محلول در محیط تنظیم کرد.

اسپارگر همچنین نقش مهمی در حفظ سرعت انتقال جرم دارد، یعنی سرعت انتقال اکسیژن از فاز گاز به فاز مایع. سرعت انتقال جرم می تواند تحت تأثیر عواملی مانند اندازه و شکل بیوراکتور، نوع و غلظت میکروارگانیسم ها و دما و pH محیط باشد. Sparger می تواند برای کنترل این عوامل و بهینه سازی نرخ انتقال جرم مورد استفاده قرار گیرد که برای موفقیت فرآیند زیستی بسیار مهم است.

به طور خلاصه، وظیفه اصلی اسپارگر در بیوراکتور، تأمین اکسیژن برای میکروارگانیسم‌های موجود در محیط مایع است که برای رشد و متابولیسم آنها ضروری است، و همچنین حفظ سطوح مناسب اکسیژن محلول و سرعت انتقال جرم، که برای آن ضروری است. موفقیت فرآیند زیستی

منظور از اسپارگر چیست؟

اسپارگر وسیله ای است که برای وارد کردن گاز به مایع استفاده می شود. معمولاً در بیوراکتورها، که رگ های تخصصی هستند که برای کشت میکروارگانیسم ها یا سلول ها در شرایط کنترل شده استفاده می شوند، استفاده می شود.

وظیفه اسپارگر چیست؟

عملکرد اسپارگر این است که اکسیژن یا گاز دیگری را برای بیوراکتور فراهم کند تا از رشد و متابولیسم سلول ها یا میکروارگانیسم ها حمایت کند.

کاربرد اسپارگر در بیوراکتور چیست انواع آن را توضیح دهید؟

انواع مختلفی از اسپارگرها وجود دارند که می توانند در بیوراکتور استفاده شوند. اینها شامل اسپارگرهای حباب است که جریان مداومی از حباب ها را در مایع ایجاد می کنند و اسپری کننده ها که گاز را به صورت یک غبار ریز پراکنده می کنند. انواع دیگر اسپارگرها عبارتند از اسپارگرهای متخلخل و اسپارگرهای توخالی.

اسپارگر در بیوراکتور کجا قرار دارد؟

اسپارگر معمولاً در پایین بیوراکتور قرار دارد، جایی که می تواند گاز را با مایع مخلوط کند. در فرآیندهای تخمیر در مقیاس بزرگ، حباب‌پاش‌کننده‌ها اغلب استفاده می‌شوند، زیرا کارکرد آنها نسبتاً ساده و ارزان است.

کدام نوع اسپارگر بیشتر در تخمیر در مقیاس بزرگ استفاده می شود؟

در فرآیندهای تخمیر در مقیاس بزرگ، حباب‌پاش‌کننده‌ها اغلب استفاده می‌شوند، زیرا کارکرد آنها نسبتاً ساده و ارزان است. حباب اسپارگر شامل یک لوله یا لوله با سوراخ ها یا شکاف های کوچک است که گاز از طریق آن به مایع وارد می شود. گاز از طریق سوراخ ها یا شکاف ها جریان می یابد و جریان پیوسته ای از حباب ها را در مایع تشکیل می دهد. اسپارگرهای حباب در ارائه حجم زیادی از گاز به بیوراکتور موثر هستند و به راحتی می توان آنها را برای کنترل سرعت جریان گاز تنظیم کرد. همچنین تمیز کردن و نگهداری آنها نسبتاً آسان است. با این حال، حباب‌ها می‌توانند حباب‌های نسبتاً بزرگی ایجاد کنند که ممکن است در فراهم کردن سطح بالایی برای تماس سلول‌ها یا میکروارگانیسم‌ها با گاز مؤثر نباشند. در برخی موارد، اسپری اسپارگر یا نوع دیگری از اسپارگر ممکن است برای یک فرآیند تخمیر خاص مناسب تر باشد.

چه چیزی باید در مورد سیستم اسپارگر بدانید؟

هنگام استفاده از سیستم اسپارگر در بیوراکتور باید چندین نکته را در نظر بگیرید. این موارد عبارتند از:

1. کالیبراسیون:کالیبره کردن مناسب نرخ جریان گاز وارد شده به بیوراکتور بسیار مهم است. این اطمینان حاصل می کند که مقدار صحیح گاز به سلول ها یا میکروارگانیسم ها می رسد و غلظت اکسیژن در بیوراکتور در محدوده مورد نظر است.

2. غلظت اکسیژن:غلظت اکسیژن در بیوراکتور باید به طور منظم کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که در محدوده مورد نظر برای سلول ها یا میکروارگانیسم های در حال کشت قرار دارد. اگر غلظت اکسیژن خیلی زیاد یا خیلی کم باشد، می تواند بر رشد و متابولیسم سلول ها یا میکروارگانیسم ها تأثیر بگذارد.

3. پیشگیری از آلودگی:مهم است که اطمینان حاصل شود که اسپارگر و اطراف آن به درستی تمیز و نگهداری می شوند تا از آلودگی بیوراکتور جلوگیری شود. این ممکن است شامل تعویض منظم فیلترهای گاز و تمیز کردن اسپارگر و مناطق اطراف آن با مواد ضدعفونی کننده مناسب باشد.

4. نرخ جریان گاز:سرعت جریان گاز باید در صورت نیاز تنظیم شود تا غلظت اکسیژن مورد نظر در بیوراکتور حفظ شود. نرخ جریان ممکن است بر اساس نیاز اکسیژن سلول ها یا میکروارگانیسم ها و میزان مصرف گاز نیاز به افزایش یا کاهش داشته باشد.

5. تعمیر و نگهداری:نگهداری منظم سیستم اسپارگر برای اطمینان از عملکرد صحیح و کارآمد آن مهم است. این ممکن است شامل بررسی نشتی، تعویض قطعات فرسوده یا آسیب دیده، و تمیز کردن اسپارگر و مناطق اطراف آن در صورت نیاز باشد.

2. عملکرد اصلی اسپارگر در بیوراکتور؟

وظیفه اصلی اسپارگر در بیوراکتور وارد کردن گازهایی مانند اکسیژن یا هوا به محیط مایع است. برای رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها در بیوراکتور ضروری است، زیرا آنها برای تنفس به اکسیژن نیاز دارند. اسپارگر به تأمین اکسیژن لازم برای میکروارگانیسم‌ها و حفظ سطح اکسیژن مناسب در بیوراکتور برای حمایت از رشد و متابولیسم آنها کمک می‌کند، که برای موفقیت فرآیند زیستی ضروری است.

الف: معرفی گازها:وظیفه اصلی اسپارگر در بیوراکتور وارد کردن گازهایی مانند اکسیژن یا هوا به محیط مایع است. به تامین اکسیژن لازم برای رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها کمک می کند.

ب: حفظ سطح اکسیژن محلول:اسپارگر به حفظ سطح اکسیژن محلول در محیط مایع کمک می کند. این سطوح یک پارامتر مهم برای نظارت و کنترل در طول فرآیند زیستی هستند زیرا مستقیماً بر رشد و متابولیسم میکروارگانیسم‌ها تأثیر می‌گذارند.

ج: کنترل نرخ انتقال گاز:اسپارگر طوری طراحی شده است که گاز را به صورت کنترل شده وارد محیط مایع می کند. اسپارگر را می توان برای ارائه سرعت انتقال اکسیژن مورد نظر و حفظ سطح مناسب اکسیژن محلول در محیط تنظیم کرد.

د: حفظ سرعت انتقال جرم:اسپارگر همچنین نقش مهمی در حفظ سرعت انتقال جرم دارد، یعنی سرعت انتقال اکسیژن از فاز گاز به فاز مایع.

E: بهینه سازی فرآیندهای زیستی:Sparger می تواند برای کنترل عواملی مانند اندازه و شکل بیوراکتور، نوع و غلظت میکروارگانیسم ها و دما و pH محیط برای بهینه سازی فرآیند زیستی استفاده شود.

F: ارائه اختلاط:اسپارگرها همچنین با ایجاد عمل اختلاط به ایجاد مخلوطی همگن از مایع و گاز کمک می کنند. این به ایجاد محیطی یکنواخت برای میکروارگانیسم ها کمک می کند.

3. انواع اسپارگر در بیوراکتور؟

انواع مختلفی از اسپارگرها شامل اسپارگرهای سنگ متخلخل ساخته شده از مواد متخلخل مانند سرامیک یا فلز متخلخل و اسپارگرهای ستون حبابی هستند که از یک سری لوله یا نازل برای وارد کردن گاز به مایع استفاده می کنند.

چندین نوع اسپارگر را می توان در بیوراکتور استفاده کرد، از جمله:

1. سنگ شکن متخلخل:اینها از مواد متخلخل مانند سرامیک یا فلز متخلخل ساخته شده اند و در پایین بیوراکتور قرار می گیرند. آنها سطح بزرگی را برای انتقال گاز فراهم می کنند و معمولاً در بیوراکتورهای مقیاس کوچک استفاده می شوند.

2. اسپارگرهای ستون حبابی:اینها از یک سری لوله یا نازل برای وارد کردن گاز به مایع استفاده می کنند. آنها را می توان در پایین یا بالای بیوراکتور قرار داد و معمولاً در بیوراکتورهای مقیاس بزرگتر استفاده می شود.

3. رینگ اسپارگر:اینها در پایین بیوراکتور قرار می گیرند و از یک ساختار حلقه ای شکل برای تولید حباب و انتقال اکسیژن استفاده می کنند.

4. میکرو حباب اسپارگر:اینها برای تولید حباب های کوچکی طراحی شده اند که راندمان انتقال اکسیژن بالایی را فراهم می کنند و به طور گسترده در بیوراکتورهای با چگالی بالا در مقیاس بزرگ استفاده می شوند.

5. جت اسپارگر:اینها از مجموعه ای از نازل ها برای وارد کردن گاز به مایع استفاده می کنند. آنها را می توان در پایین یا بالای بیوراکتور قرار داد و معمولاً در بیوراکتورهای با برش بالا استفاده می شود.

6. اسپارگر Paddlewheel:این نوع اسپارگر از چرخ دست و پا چرخان برای ایجاد حباب و انتقال اکسیژن استفاده می کند. معمولاً در فرآیندهای تخمیر استفاده می شود.

اینها برخی از انواع اسپارگر رایج در بیوراکتورها هستند و انتخاب اسپارگر به اندازه، نوع و طراحی بیوراکتور و فرآیند زیستی خاص مورد استفاده بستگی دارد.

4. چگونه سطوح Sparging را در Bioreactor تنظیم کنیم؟

سطح پارگی در بیوراکتور معمولاً بر اساس نیاز اکسیژن میکروارگانیسم‌ها، سرعت انتقال گاز و سرعت جریان گاز تنظیم می‌شود. عواملی که می توانند بر سطح پارگی تأثیر بگذارند عبارتند از: اندازه و شکل بیوراکتور، نوع و غلظت میکروارگانیسم ها و دما و pH محیط.

5. نقش اسپارگر در بیوراکتور؟

نقش اسپارگر در بیوراکتور این است که گازهایی مانند اکسیژن یا هوا را به محیط مایع وارد کند تا نیاز اکسیژن میکروارگانیسم ها را برآورده کند. برای رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها و در نهایت برای موفقیت فرآیند زیستی ضروری است.

اسپارگر به تامین اکسیژن لازم برای رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها کمک می کند. این به حفظ سطح اکسیژن محلول در محیط مایع کمک می کند، که پارامترهای مهمی برای نظارت و کنترل در طول فرآیند زیستی هستند زیرا مستقیماً بر رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارند.

اسپارگر به گونه ای طراحی شده است که گاز را به روشی کنترل شده مانند مواد متخلخل یا لوله ها وارد محیط مایع کند. اسپارگر بسته به طراحی بیوراکتور و نوع میکروارگانیسم های مورد استفاده می تواند در پایین یا بالای بیوراکتور قرار گیرد. اسپارگر را می توان برای ارائه سرعت انتقال اکسیژن مورد نظر و حفظ سطح مناسب اکسیژن محلول در محیط تنظیم کرد.

اسپارگر همچنین نقش مهمی در حفظ سرعت انتقال جرم دارد، یعنی سرعت انتقال اکسیژن از فاز گاز به فاز مایع. سرعت انتقال جرم می تواند تحت تأثیر عواملی مانند اندازه و شکل بیوراکتور، نوع و غلظت میکروارگانیسم ها و دما و pH محیط باشد. Sparger می تواند برای کنترل این عوامل و بهینه سازی نرخ انتقال جرم مورد استفاده قرار گیرد که برای موفقیت فرآیند زیستی بسیار مهم است.

اسپارگر همچنین با ایجاد عمل اختلاط به ایجاد مخلوطی همگن از مایع و گاز کمک می کند. این به ایجاد محیطی یکنواخت برای میکروارگانیسم ها کمک می کند.

به طور خلاصه، نقش اسپارگر در بیوراکتور این است که اکسیژن را برای میکروارگانیسم‌های موجود در محیط مایع فراهم کند، که برای رشد و متابولیسم آنها ضروری است، و برای حفظ سطوح مناسب اکسیژن محلول و سرعت انتقال جرم، که برای موفقیت فرآیند زیستی همچنین به ایجاد یک مخلوط همگن کمک می کند و عمل اختلاط را برای محیط مایع فراهم می کند.

چه نوع Bioreactor Sparger را می خواهید استفاده کنید یا سفارشی کنید؟

از طریق ایمیل با ما تماس بگیریدka@hengko.com، یا می توانید درخواست خود را به آدرس ارسال کنید

فرم تماس پایین، ما در اسرع وقت ظرف 24 ساعت برای شما ارسال خواهیم کرد.