Что такое биореактор с перемешиваемым баком?

Биореактор с смешанным резервуаром (STR), также называемый в непрерывной обработке реактором с непрерывным смешанным резервуаром (CSTR), является закрытым, инженерным сосудом, который использует внутреннюю,двигательная механическая система перемешивания для поддержания полностью однородной среды для биологических или химических реакцийОбычно выполненный в виде вертикального цилиндра с расчлененным или полусферным дном, STR является основной рабочей лошадью глобальной биотехнологии, фармацевтической промышленности,и промышленной ферментации.

В отличие от пассивных пневматических систем, STR опирается на центральный вращающийся вал, оборудованный одним или несколькими инженерными винтами.расщепляет газовые пузырьки на тонкие дисперсии для оптимизации объемного коэффициента передачи кислорода (k_L a)Этот активный профиль смешивания гарантирует, что каждая зона в резервуаре сохраняет одинаковую температуру, pH, концентрацию субстрата,и уровень растворенного кислорода.

Чтобы достичь равномерного смешивания без разрушения биологических катализаторов, инженеры должны точно калибровать внутренние аппаратные компоненты сосуда:

При выборе инвентаря основным источником кинетической энергии является двигатель, который в значительной степени зависит от терпимости и вязкости культуры:

• Турбины Руштона (радиальный поток):Плоские лезвия, установленные вертикально на диске, направляют жидкость в сторону стен резервуара, создавая зоны высокого обрезания.Это делает их исключительно эффективными при перегонке газовых потоков в микроскопические пузыри для высокопроизводительных аэробных ферментаций (eВ частности, бактерии и дрожжи).

• Морские пропеллеры и гидропланы (осевой поток):Угловые лезвия, которые накачивают жидкость вниз параллельно с валом, генерируя макросмешивающие петли с низким снятием.

Без коррекции быстро вращающийся центральный винт создает массивный жидкий вихрь, в результате чего жидкость вращается в виде твердого тела и снижает эффективность смешивания.Чтобы нарушить этот ротационный поток, производители устанавливают 4 вертикальные пластины, известные как баффлы, расположенные симметрично вдоль внутренней стенки.устранение мертвых зон.

Помещенное непосредственно под самым низким винтом, кольцо или микропористые сосуды вводят стерильный воздух или кислород.Насильственное действие нижнего колеса немедленно перерезает входящий поток газа, максимизируя границу поверхности газа и жидкости.

Для масштабирования перемешиваемого резервуара от пилотного блока на скамейке до многотонного промышленного массива требуется управление динамикой жидкости и питанием.Потребление энергии без газов (P) СТР, работающей в режиме полной турбулентности, рассчитывается с использованием безмерного числа мощности.

Проблема масштабирования:Поскольку потребление энергии увеличивается до пятой степени диаметра колеса (D_i ^ 5), удвоение размера колеса требует в 32 раза больше энергии при одинаковых скоростях вращения.Промышленные инженеры должны сбалансировать скорость вертикали, чтобы избежать смертельного нагрузки на сдвиг, обеспечивая при этом достаточно высокий k_L a для предотвращения истощения кислорода..

Для обоснования капитальных затрат механической СТР инженерные команды по закупкам балансируют ее производительность с пассивными конструкциями башни:

Механическое напряжение, создаваемое тяжелыми винтами и двигателями с высоким крутящим моментом, требует строгих стандартов конструкции судна:

• Пассивированная аустенитная нержавеющая сталь (SS316L):Обязательный отбор для фармацевтической и сверхчистой клинической биотехнологии.4,mutext{m}) для устранения биологических точек сцепления и обеспечения полной эффективности очистки на месте (CIP).

• Технология слияния стекла и стали (GFS):Высоко ценится для мегапромышленных применений, где механическое возбуждение сочетается с огромными объемами.крупномасштабные коммунальные установки по СТРО сточных водГФС-панели обеспечивают огромную прочность на растяжение, необходимую для выдержки динамических гидравлических напряжений крупномасштабного внутреннего смешивания,в сочетании с инертной стеклянной подкладкой, предотвращающей химическую коррозию и абразивный износ от суспендируемых твердых веществ.

• Инженерные стандарты:Все коммерческие устройства STR должны соответствовать строгим конструкционным стандартам,включая раздел ASME VIII раздел 1 (или местные эквиваленты, такие как PED или GB/T 150) для обеспечения безопасной работы под внутренним давлением газа и динамическими нагрузками смешивания.

Вы в настоящее время проектируете новое расширение подвала, или вам нужна помощь в определении идеальной конфигурации винтовки и охлаждения нагрузки для высоковязкого бульона?