Aspersor de Biorreator

Idéia típica de design de tubo Sparge

Biorreatores menores podem distribuir oxigênio com eficiência e remover dióxido de carbono sem nebulizadores. No entanto, estas medidas não se aplicam a biorreatores maiores, uma vez que a menor relação entre área superficial e volume leva ao acúmulo de dióxido de carbono e impede a penetração de oxigênio. Portanto, os nebulizadores são necessários para a introdução de oxigênio e remoção de dióxido de carbono.

Sistemas com nebulizadores micro e grandes costumam ser úteis porque podem atender a diferentes necessidades de processo. Por exemplo, nebulizadores grandes produzem bolhas maiores que removem eficazmente o CO2 dissolvido da solução, mas bolhas grandes requerem agitação vigorosa para quebrá-las e libertar oxigénio.

Embora isto possa funcionar bem para linhas celulares tolerantes ao frio, a agitação pode danificar células de mamíferos mais delicadas. Nestes casos, um macrodistribuidor de menor potência pode ser usado primeiro para remover o CO 2 e depois um microdistribuidor em série para produzir bolhas menores que fornecem oxigênio de forma mais eficiente.

O aspersor de metal poroso sinterizado faz

A área interfacial aumenta, mas o tamanho da bolha diminui

O desafio: as características das bolhas determinam o transporte de O2 e as taxas de extração de vapor de CO 2

A formação e o tamanho das bolhas afetam significativamente a forma como o oxigênio é disperso pelo biorreator. As características da bolha são significativamente influenciadas pelo tamanho e distribuição dos poros, material distribuidor, vazão, propriedades de líquido e gás e pressão. Por exemplo, micropulverizadores produzem bolhas esféricas menores, enquanto pulverizadores maiores produzem bolhas ligeiramente maiores e de formato menos uniforme.

Micro aspersores produzem bolhas esféricas e de tamanho micrométrico, e a tensão superficial é a força dominante à medida que passam pelo biorreator. Têm, portanto, um longo tempo de residência no reactor, o que melhora a transferência de oxigénio, mas não é adequado para remover dióxido de carbono da cultura.

Nebulizadores grandes produzem bolhas com diâmetro médio de 1 a 4 mm, onde a tensão superficial e a flutuabilidade do caldo se combinam para influenciar sua forma e movimento. Estas bolhas têm um tempo de residência mais curto, mas são menos propensas a dissolver-se do que bolhas menores. No entanto, os microaspersores também podem produzir bolhas assimétricas maiores, com forças inerciais governando o seu comportamento. Essas bolhas podem estourar facilmente sem dissolver ou remover o CO2.

A forma e o tamanho das bolhas determinam a quantidade de tensão de cisalhamento que a célula sofrerá, a eficácia da remoção de CO2 do sistema e a taxa de transferência total de oxigênio para a célula. Portanto, é importante otimizar o nebulizador do biorreator para garantir que as bolhas de oxigênio sejam uniformes em tamanho e distribuição e não danifiquem as células.

Solução: Use rigoroso controle de qualidade de produção do aspersor de biorreator HENGKO

A HENGKO tem mais de vinte anos de experiência no desenvolvimento e produção de aspersores sinterizados. Nosso aspersor de aço inoxidável é o resultado de dezenas de engenheiros que frequentemente aprimoraram o método de produção para produzir este produto de alta qualidade com poros uniformes e, portanto, tamanho de bolha uniforme liberado no biorreator. Nossos aspersores porosos são recomendados para uso com controladores de fluxo de massa de baixo fluxo.

Como usar:O controlador de fluxo de massa de baixo fluxo introduz oxigênio lentamente no aspersor poroso. Os aspersores não liberam gás imediatamente. Em vez disso, a pressão aumenta gradualmente até atingir um ponto crítico, momento em que as bolhas são suavemente liberadas no biorreator.

Usando este método de pulverização, a taxa de fluxo de massa de oxigênio pode ser ajustada para controlar a taxa de liberação das bolhas no biorreator. Os buracos no aspersor são pequenos o suficiente para que as bolhas se formem de forma previsível. Portanto, esta tecnologia de pulverização de biorreatores é escalonável em todos os tamanhos de recipientes, com uma taxa de transferência de oxigênio proporcional à taxa de fluxo de gás.

Perguntas sobre o aspersor de biorreator

1. O que é um aspersor em biorreator?

Resumindo, um aspersor é um dispositivo usado em um biorreator para introduzir gases, como oxigênio ou ar, no meio líquido. A principal função de um aspersor é fornecer oxigênio aos microrganismos no biorreator, necessário para seu crescimento e metabolismo.

O Sparger em um biorreator é usado para adicionar gases como oxigênio, ar ou outros gases necessários para o crescimento e metabolismo dos microrganismos. O oxigênio é fornecido aos microrganismos através do Aspersor, o que ajuda a manter os níveis de oxigênio dissolvido no meio líquido. Os níveis de oxigênio dissolvido são um parâmetro importante para monitorar e controlar durante o bioprocesso, pois afeta diretamente o crescimento e o metabolismo dos microrganismos.

O Sparger foi projetado para introduzir o gás no meio líquido de maneira controlada, como através de materiais porosos ou tubos. O Sparger pode estar localizado na parte inferior ou superior do biorreator, dependendo do projeto do biorreator e do tipo de microorganismo utilizado. O Sparger pode ser ajustado para fornecer a taxa de transferência de oxigênio desejada e para manter o nível apropriado de oxigênio dissolvido no meio.

O Sparger também desempenha um papel importante na manutenção da taxa de transferência de massa, que é a taxa na qual o oxigênio é transferido da fase gasosa para a fase líquida. A taxa de transferência de massa pode ser afetada por fatores como o tamanho e a forma do biorreator, o tipo e a concentração de microrganismos e a temperatura e o pH do meio. O Sparger pode ser utilizado para controlar esses fatores e otimizar a taxa de transferência de massa, o que é crucial para o sucesso do bioprocesso.

Em resumo, a principal função de um aspersor em um biorreator é fornecer oxigênio aos microrganismos no meio líquido, o que é necessário para seu crescimento e metabolismo, e manter os níveis apropriados de oxigênio dissolvido e a taxa de transferência de massa, que são essenciais para o sucesso do bioprocesso.

O que significa Sparger?

Um aspersor é um dispositivo usado para introduzir gás em um líquido. É comumente usado em biorreatores, que são vasos especializados usados ​​para cultivar microrganismos ou células sob condições controladas.

Qual é a função do aspersor?

A função do aspersor é fornecer oxigênio ou outro gás ao biorreator para apoiar o crescimento e o metabolismo das células ou microrganismos.

Qual é o uso do Sparger no biorreator, explique seus tipos?

Existem vários tipos de aspersores que podem ser usados ​​em um biorreator. Estes incluem aspersores de bolhas, que criam um fluxo contínuo de bolhas no líquido, e aspersores de pulverização, que dispersam o gás como uma névoa fina. Outros tipos de aspersores incluem aspersores porosos e aspersores de fibra oca.

Onde está localizado o aspersor no biorreator?

O aspersor normalmente está localizado na parte inferior do biorreator, onde pode misturar efetivamente o gás com o líquido. Em processos de fermentação em larga escala, os aspersores de bolhas são frequentemente usados, pois são relativamente simples e baratos de operar.

Que tipo de aspersor é mais usado na fermentação em larga escala?

Em processos de fermentação em larga escala, os aspersores de bolhas são frequentemente usados, pois são relativamente simples e baratos de operar. Um aspersor de bolhas consiste em um tubo ou cano com pequenos orifícios ou fendas através dos quais o gás é introduzido no líquido. O gás flui através dos orifícios ou fendas e forma um fluxo contínuo de bolhas no líquido. Os aspersores de bolhas são eficazes no fornecimento de um grande volume de gás ao biorreator e podem ser facilmente ajustados para controlar a taxa de fluxo do gás. Eles também são relativamente fáceis de limpar e manter. No entanto, os aspersores de bolhas podem criar bolhas relativamente grandes que podem não ser tão eficazes no fornecimento de uma área superficial elevada para as células ou microrganismos entrarem em contacto com o gás. Em alguns casos, um aspersor de pulverização ou outro tipo de aspersor pode ser mais apropriado para um processo de fermentação específico.

O que você precisa saber sobre o sistema Sparger?

Há várias coisas que você deve considerar ao usar um sistema de aspersão em um biorreator. Estes incluem:

1. Calibração:É importante calibrar adequadamente a vazão do gás que está sendo introduzido no biorreator. Isto irá garantir que a quantidade correta de gás está sendo fornecida às células ou microrganismos e que a concentração de oxigênio no biorreator está dentro da faixa desejada.

2. Concentração de oxigênio:A concentração de oxigênio no biorreator deve ser monitorada regularmente para garantir que esteja dentro da faixa desejada para as células ou microrganismos em cultivo. Se a concentração de oxigênio for muito alta ou muito baixa, pode afetar o crescimento e o metabolismo das células ou microrganismos.

3. Prevenção de contaminação:É importante garantir que o aspersor e a área circundante sejam devidamente limpos e mantidos para evitar a contaminação do biorreator. Isto pode incluir a substituição regular dos filtros de gás e a limpeza do aspersor e das áreas circundantes com desinfetantes apropriados.

4. Taxa de fluxo de gás:A taxa de fluxo do gás deve ser ajustada conforme necessário para manter a concentração desejada de oxigênio no biorreator. A taxa de fluxo pode precisar ser aumentada ou diminuída com base na demanda de oxigênio das células ou microorganismos e na taxa de consumo de gás.

5. Manutenção:A manutenção regular do sistema de aspersão é importante para garantir que ele esteja funcionando de maneira adequada e eficiente. Isso pode incluir a verificação de vazamentos, a substituição de peças desgastadas ou danificadas e a limpeza do aspersor e das áreas adjacentes, conforme necessário.

2. Função principal do Sparger no Biorreator?

A principal função de um aspersor em um biorreator é introduzir gases, como oxigênio ou ar, no meio líquido. É necessário para o crescimento e metabolismo dos microrganismos no biorreator, pois necessitam de oxigênio para respirar. O Sparger ajuda a fornecer aos microrganismos o oxigênio necessário e a manter um nível de oxigênio adequado no biorreator para apoiar seu crescimento e metabolismo, o que é essencial para o sucesso do bioprocesso.

A: Introdução de gases:A principal função de um aspersor em um biorreator é introduzir gases, como oxigênio ou ar, no meio líquido. Ajuda a fornecer aos microrganismos o oxigênio necessário para o crescimento e o metabolismo.

B: Manutenção dos níveis de oxigênio dissolvido:O Sparger ajuda a manter os níveis de oxigênio dissolvido no meio líquido. Esses níveis são um parâmetro importante para monitorar e controlar durante o bioprocesso, pois afetam diretamente o crescimento e o metabolismo dos microrganismos.

C: Controlando a taxa de transferência de gás:O Sparger foi projetado para introduzir o gás no meio líquido de maneira controlada. O Sparger pode ser ajustado para fornecer a taxa de transferência de oxigênio desejada e para manter o nível apropriado de oxigênio dissolvido no meio.

D: Manutenção da taxa de transferência de massa:O Sparger também desempenha um papel importante na manutenção da taxa de transferência de massa, que é a taxa na qual o oxigênio é transferido da fase gasosa para a fase líquida.

E: Otimizando o bioprocesso:O Sparger pode ser usado para controlar fatores como tamanho e formato do biorreator, tipo e concentração de microrganismos e temperatura e pH do meio, para otimizar o bioprocesso.

F: Fornecendo mistura:Os aspersores também ajudam a criar uma mistura homogênea do líquido e do gás, proporcionando ação de mistura. Ajuda a fornecer aos microrganismos um ambiente uniforme.

3. Tipos de Aspersor em biorreator?

Vários tipos de aspersores incluem aspersores de pedra porosa feitos de um material poroso, como cerâmica ou metal sinterizado, e aspersores de coluna de bolhas, que usam uma série de tubos ou bicos para introduzir o gás no líquido.

Vários tipos de aspersores podem ser usados ​​em um biorreator, incluindo:

1. Aspersores de pedra porosa:Estes são feitos de um material poroso, como cerâmica ou metal sinterizado, e são colocados no fundo do biorreator. Eles fornecem uma grande área de superfície para transferência de gás e são comumente usados ​​em biorreatores de pequena escala.

2. Aspersores de coluna de bolhas:Estes usam uma série de tubos ou bicos para introduzir o gás no líquido. Eles podem ser colocados na parte inferior ou superior do biorreator e são comumente usados ​​em biorreatores de maior escala.

3. Aspersor de anel:Estes são colocados na parte inferior do biorreator e utilizam uma estrutura em forma de anel para produzir bolhas e fornecer transferência de oxigênio.

4. Aspersor de microbolhas:Eles são projetados para produzir pequenas bolhas que proporcionam alta eficiência de transferência de oxigênio e são amplamente utilizados em biorreatores de grande escala e alta densidade.

5. Aspersor a jato:Estes usam um conjunto de bicos para introduzir o gás no líquido. Eles podem ser colocados na parte inferior ou superior do biorreator e são comumente usados ​​em biorreatores de alto cisalhamento.

6. Aspersor de roda de pás:Este tipo de Sparger usa uma roda de pás giratória para criar bolhas e fornecer transferência de oxigênio. É comumente usado em processos de fermentação.

Esses são alguns dos tipos de aspersores comumente usados ​​em biorreatores, e a escolha do aspersor depende do tamanho, tipo e design do biorreator e do bioprocesso específico que está sendo usado.

4. Como definir os níveis de pulverização no biorreator?

O nível de pulverização em um biorreator é normalmente definido com base na demanda de oxigênio dos microrganismos, na taxa de transferência de gás e na taxa de fluxo de gás. Os fatores que podem afetar o nível de pulverização incluem o tamanho e a forma do biorreator, o tipo e a concentração de microrganismos e a temperatura e o pH do meio.

5. Papel do Sparger no Biorreator?

O papel de um aspersor em um biorreator é introduzir gases, como oxigênio ou ar, no meio líquido para atender à demanda de oxigênio dos microrganismos. É essencial para o crescimento e metabolismo dos microrganismos e, em última análise, para o sucesso do bioprocesso.

O Sparger ajuda a fornecer aos microrganismos o oxigênio necessário para o crescimento e o metabolismo. Ajuda a manter os níveis de oxigênio dissolvido no meio líquido, parâmetros importantes para monitorar e controlar durante o bioprocesso, pois afetam diretamente o crescimento e o metabolismo dos microrganismos.

O Sparger foi projetado para introduzir o gás no meio líquido de maneira controlada, como através de materiais porosos ou tubos. O Sparger pode estar localizado na parte inferior ou superior do biorreator, dependendo do projeto do biorreator e do tipo de microorganismo utilizado. O Sparger pode ser ajustado para fornecer a taxa de transferência de oxigênio desejada e para manter o nível apropriado de oxigênio dissolvido no meio.

O Sparger também desempenha um papel importante na manutenção da taxa de transferência de massa, que é a taxa na qual o oxigênio é transferido da fase gasosa para a fase líquida. A taxa de transferência de massa pode ser afetada por fatores como o tamanho e a forma do biorreator, o tipo e a concentração de microrganismos e a temperatura e o pH do meio. O Sparger pode ser utilizado para controlar esses fatores e otimizar a taxa de transferência de massa, o que é crucial para o sucesso do bioprocesso.

Sparger também ajuda a criar uma mistura homogênea de líquido e gás, fornecendo ação de mistura. Ajuda a fornecer aos microrganismos um ambiente uniforme.

Em resumo, o papel de um aspersor em um biorreator é fornecer oxigênio aos microrganismos no meio líquido, o que é necessário para o seu crescimento e metabolismo, e manter os níveis apropriados de oxigênio dissolvido e a taxa de transferência de massa, que são essenciais para o sucesso do bioprocesso. Também ajuda a criar uma mistura homogênea e proporciona ação de mistura ao meio líquido.

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