|
撹拌槽型バイオリアクターとは何ですか?機械撹拌容器に関する B2B ガイド
| MOQ: | 1セット |
| 価格: | 10000 USD |
| 配達期間: | 2ヶ月 |
| 支払方法: | LC、T/T |
| 供給能力: | 200セット/日 |
撹拌タンク バイオリアクター ガイド、機械撹拌容器 B2B、タワー リアクター撹拌タンク
,mechanically agitated vessel B2B
,tower reactor stirred tank
撹拌タンク バイオリアクター (STR) (連続処理では連続撹拌タンク リアクター (CSTR) とも呼ばれます) は、内部のモーター駆動の機械撹拌システムを利用して生物学的反応または化学反応のための完全に均質な環境を維持する、密閉された人工容器です。通常、皿状または半球状の底部を備えた垂直シリンダーとして構成されている STR は、世界のバイオテクノロジー、製薬、および産業発酵部門の基礎的な主力製品です。
受動的な空気圧システムとは異なり、STR は 1 つまたは複数の人工インペラを備えた中央の回転シャフトに依存します。これらのブレードの機械的回転により、栄養素が積極的に分配され、気泡が微細な分散液に破壊されて体積酸素移動係数 (k_L a) が最適化され、熱成層や細胞の沈降が防止されます。このアクティブな混合プロファイルにより、タンク内のすべてのゾーンが同じ温度、pH、基質濃度、溶存酸素レベルを維持します。
生物学的触媒を破壊することなく均一な混合を達成するには、エンジニアは容器の内部ハードウェアコンポーネントを正確に校正する必要があります。
インペラは運動エネルギーの主な入力源です。選択は、培養物のせん断耐性と粘度に大きく依存します。
-
ラッシュトンタービン (ラジアルフロー):平らなブレードがディスクに垂直に取り付けられています。これらは流体をタンク壁に向かって外側に押し出し、高せん断ゾーンを形成します。これにより、需要の高い好気性発酵 (バクテリアや酵母など) のために、ガス流を微細な泡に剪断する際に非常に効率的になります。
-
船舶用プロペラと水中翼船 (軸流):角度の付いたブレードがシャフトと平行に流体を下向きに送り出し、低せん断のマクロ混合ループを生成します。これらは、哺乳動物培養物などのせん断に敏感な細胞株向けに高度に仕様化されています。
修正を行わないと、高速で回転する中央のインペラが巨大な液体の渦を生成し、流体が固体として渦を巻き、実際の混合効率が低下します。この回転の流れを妨げるために、製造業者はバッフルとして知られる 4 つの垂直プレートを内壁に沿って対称的な間隔で設置します。バッフルは回転エネルギーを軸方向と半径方向の乱流に変換し、デッドゾーンを排除します。
最下部のインペラの直下に配置されたスパージャー リングまたは微孔ノズルが、滅菌空気または酸素を導入します。下部インペラの激しい動作により、流入するガス流が即座に剪断され、気液表面境界領域が最大化されます。
撹拌タンクをベンチトップのパイロットユニットから数トンの産業用アレイに拡張するには、流体力学と電力入力を管理する必要があります。完全な乱流状態で動作する STR の非ガス消費電力 (P) は、無次元の電力数を使用して計算されます。
スケールアップの課題:消費電力はインペラの直径の 5 乗 (D_i^5) に比例するため、インペラのサイズを 2 倍にすると、同じ回転速度で 32 倍の電力が必要になります。したがって、産業エンジニアは、酸素の枯渇を防ぐために容器が十分に高い k_L a を維持することを保証しながら、致死的なせん断応力を回避するために先端速度のバランスをとらなければなりません。
機械式 STR の資本支出を正当化するために、エンジニアリング調達チームはパッシブ タワー設計と比較してそのパフォーマンスのバランスをとります。
| 技術的な指標 | 撹拌タンクバイオリアクター (STR) | エアリフト ループ バイオリアクター | 固定床バイオリアクター |
|---|---|---|---|
| 混合機構 | 機械式インペラブレード | 浮力による密度勾配 | 持続的な体液灌流 |
| 物質移動 (kL a) 能力 | 非常に高度で調整可能なスケーラビリティ | 中程度から高程度 | 低から中程度 |
| 粘度許容差 | 優れています (非ニュートンスープを処理します) | 低から中程度 | 低い（詰まりやすい） |
| 資本コストと光熱費 | 高 (モーターのエネルギーとギアボックスによる) | 低から中程度 | 適度 |
| せん断プロファイル | 不均一 (ブレード近くでは高く、壁では低い) | 均一性が高く、優しい | 最小限 (マトリックスでシールド) |
| 無菌維持 | 高い労力 (動的シャフトシールは監視が必要) | 少ない労力 (静的境界) | 少ない労力 (静的境界) |
重いインペラと高トルクモーターによって発生する機械的応力には、堅牢な船舶構造基準が必要です。
-
不動態化オーステナイト系ステンレス鋼 (SS316L):製薬および超高純度臨床バイオテクノロジーの強制選択。内面は電解研磨されて超滑らかに仕上げられており (R_a le 0.4,mutext{m})、生物学的付着点を排除し、完全な定置洗浄 (CIP) 性能を保証します。
-
ガラス溶融鋼鉄 (GFS) テクノロジー:機械的撹拌と大量の量を組み合わせた大規模産業用途に非常に好まれています。例としては、産業用嫌気性消化、大規模都市廃水 CSTR 設備、バルク化学合成アレイなどが挙げられます。 GFS パネルは、大規模な内部混合による動的な水圧応力に耐えるのに必要な計り知れない引張強度を備え、浮遊物質による化学腐食や摩耗を防ぐ不活性ガラスライニングと組み合わせています。
-
エンジニアリング標準:すべての市販の STR ユニットは、内部ガス圧力および動的混合負荷下での安全な動作を保証するために、ASME セクション VIII Division 1 (または PED や GB/T 150 などの現地の同等物) を含む厳格な設計規定に準拠する必要があります。
現在、新しいセル セラーの拡張を設計中ですか。それとも、高粘度のブロスに最適なインペラ構成と冷却負荷を決定するための支援が必要ですか?
ビデオ
ビデオ
