المفاعل الحيوي سبارجر

فكرة تصميم أنبوب سبارج نموذجية

يمكن للمفاعلات الحيوية الأصغر حجمًا توزيع الأكسجين بكفاءة وإزالة ثاني أكسيد الكربون دون استخدام البخاخات. ومع ذلك، لا تنطبق هذه التدابير على المفاعلات الحيوية الأكبر حجمًا، حيث أن نسبة مساحة السطح السفلية إلى الحجم تؤدي إلى تراكم ثاني أكسيد الكربون وتمنع تغلغل الأكسجين. لذلك، البخاخات ضرورية لإدخال الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون.

غالبًا ما تكون الأنظمة التي تحتوي على البخاخات الصغيرة والكبيرة مفيدة لأنها يمكن أن تلبي احتياجات العمليات المختلفة. على سبيل المثال، تنتج البخاخات الكبيرة فقاعات أكبر تعمل على إزالة ثاني أكسيد الكربون المذاب من المحلول بشكل فعال، لكن الفقاعات الكبيرة تتطلب تحريكًا قويًا لتفكيكها وإطلاق الأكسجين.

في حين أن هذا قد يعمل بشكل جيد مع خطوط الخلايا المقاومة للبرودة، فإن التحريك يمكن أن يؤدي إلى تلف خلايا الثدييات الأكثر حساسية. في هذه الحالات، يمكن استخدام موزع كلي منخفض الطاقة أولاً لإزالة ثاني أكسيد الكربون ومن ثم موزع صغير على التوالي لإنتاج فقاعات أصغر توفر الأكسجين بشكل أكثر كفاءة.

متكلس المعادن المسامية يجعل Sparger

تزداد المساحة البينية ولكن حجم الفقاعة يتناقص

التحدي: تحدد خصائص الفقاعة معدلات نقل الأكسجين ومعدلات استخلاص بخار ثاني أكسيد الكربون

يؤثر تكوين الفقاعة وحجمها بشكل كبير على كيفية انتشار الأكسجين في جميع أنحاء المفاعل الحيوي. تتأثر خصائص الفقاعة بشكل كبير بحجم المسام وتوزيعها، والمواد الموزعة، ومعدل التدفق، وخصائص السائل والغاز، والضغط. على سبيل المثال، تنتج الرشاشات الصغيرة فقاعات كروية أصغر، بينما تنتج الرشاشات الأكبر حجمًا فقاعات أكبر قليلًا وأقل تجانسًا في الشكل.

تنتج القاذفات الدقيقة فقاعات كروية بحجم ميكرون، ويكون التوتر السطحي هو القوة المهيمنة أثناء مرورها عبر المفاعل الحيوي. ولذلك، لديهم فترة إقامة طويلة في المفاعل، مما يحسن نقل الأكسجين، ولكنه غير مناسب لإزالة ثاني أكسيد الكربون من المزرعة.

تنتج البخاخات الكبيرة فقاعات يبلغ متوسط ​​قطرها 1-4 ملم، حيث يجتمع التوتر السطحي والطفو في المرق للتأثير على شكلها وحركتها. تتمتع هذه الفقاعات بفترة بقاء أقصر ولكن احتمالية ذوبانها أقل من الفقاعات الأصغر حجمًا. ومع ذلك، قد تنتج أيضًا الفقاعات الصغيرة فقاعات غير متماثلة أكبر، حيث تتحكم قوى القصور الذاتي في سلوكها. يمكن أن تنفجر هذه الفقاعات بسهولة دون إذابة أو إزالة ثاني أكسيد الكربون.

يحدد شكل الفقاعات وحجمها مقدار إجهاد القص الذي ستتعرض له الخلية، وفعالية تجريد ثاني أكسيد الكربون من النظام، ومعدل نقل الأكسجين الإجمالي إلى الخلية. لذلك، من المهم تحسين البخاخات المفاعل الحيوي للتأكد من أن فقاعات الأكسجين موحدة في الحجم والتوزيع ولا تلحق الضرر بالخلايا.

الحل: استخدم مراقبة صارمة لجودة الإنتاج في HENGKO Bioreactor Sparger

تتمتع HENGKO بأكثر من عشرين عامًا من الخبرة في تطوير وإنتاج القواطع الملبدة. إن منتجنا من الفولاذ المقاوم للصدأ هو نتيجة لعشرات المهندسين الذين قاموا في كثير من الأحيان بتحسين طريقة الإنتاج لإنتاج هذا المنتج عالي الجودة بمسام موحدة، وبالتالي حجم فقاعة موحد يتم إطلاقه في المفاعل الحيوي. يوصى باستخدام القاذفات المسامية الخاصة بنا مع وحدات التحكم في التدفق الشامل ذات التدفق المنخفض.

كيفية الاستخدام:تقوم وحدة التحكم في التدفق الكتلي منخفض التدفق بإدخال الأكسجين ببطء إلى القاذف المسامي. لا تطلق القاذفات الغاز على الفور. وبدلا من ذلك، يزداد الضغط تدريجيا حتى يتم الوصول إلى نقطة حرجة، وعند هذه النقطة يتم إطلاق الفقاعات بلطف في المفاعل الحيوي.

باستخدام طريقة الرش هذه، يمكن تعديل معدل تدفق كتلة الأكسجين للتحكم في معدل إطلاق الفقاعات في المفاعل الحيوي. الثقوب الموجودة في القاذف صغيرة بما يكفي بحيث تتشكل الفقاعات بشكل متوقع. ولذلك، فإن تقنية إطلاق المفاعلات الحيوية هذه قابلة للتطوير عبر أحجام الأوعية، مع معدل نقل الأكسجين يتناسب مع معدل تدفق الغاز.

أسئلة حول المفاعل الحيوي سبارجر

1. ما هو Sparger في المفاعل الحيوي؟

باختصار، جهاز الرش هو جهاز يستخدم في المفاعل الحيوي لإدخال الغازات، مثل الأكسجين أو الهواء، إلى الوسط السائل. وتتمثل المهمة الرئيسية للsparger في توفير الأكسجين للكائنات الحية الدقيقة في المفاعل الحيوي، وهو أمر ضروري لنموها والتمثيل الغذائي.

يتم استخدام Sparger في المفاعل الحيوي لإضافة غازات مثل الأكسجين أو الهواء أو الغازات الأخرى اللازمة لنمو الكائنات الحية الدقيقة واستقلابها. يتم إمداد الأكسجين للكائنات الحية الدقيقة من خلال جهاز Sparger، مما يساعد على الحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب في الوسط السائل. تعد مستويات الأكسجين المذاب معلمة مهمة للمراقبة والتحكم أثناء العملية الحيوية لأنها تؤثر بشكل مباشر على نمو الكائنات الحية الدقيقة واستقلابها.

تم تصميم Sparger لإدخال الغاز إلى الوسط السائل بطريقة خاضعة للرقابة، على سبيل المثال من خلال المواد أو الأنابيب المسامية. يمكن وضع Sparger في الجزء السفلي أو العلوي من المفاعل الحيوي، اعتمادًا على تصميم المفاعل الحيوي ونوع الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة. يمكن ضبط Sparger لتوفير معدل نقل الأكسجين المطلوب وللحفاظ على مستوى الأكسجين المذاب المناسب في الوسط.

يلعب Sparger أيضًا دورًا مهمًا في الحفاظ على معدل نقل الكتلة، وهو المعدل الذي يتم به نقل الأكسجين من الطور الغازي إلى الطور السائل. يمكن أن يتأثر معدل نقل الكتلة بعوامل مثل حجم وشكل المفاعل الحيوي، ونوع وتركيز الكائنات الحية الدقيقة، ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة في الوسط. يمكن استخدام Sparger للتحكم في هذه العوامل وتحسين معدل النقل الجماعي، وهو أمر بالغ الأهمية لنجاح العملية الحيوية.

باختصار، تتمثل الوظيفة الرئيسية للقاذف في المفاعل الحيوي في توفير الأكسجين للكائنات الحية الدقيقة في الوسط السائل، وهو أمر ضروري لنموها واستقلابها، والحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب المناسبة ومعدل نقل الكتلة، وهو أمر ضروري لنموها. نجاح العملية الحيوية.

ما المقصود بـSparger؟

جهاز السبارجر هو جهاز يستخدم لإدخال الغاز في السائل. ويشيع استخدامه في المفاعلات الحيوية، وهي أوعية متخصصة تستخدم لزراعة الكائنات الحية الدقيقة أو الخلايا في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

ما هي وظيفة سبارجر؟

تتمثل وظيفة القاذف في توفير الأكسجين أو غاز آخر للمفاعل الحيوي من أجل دعم نمو واستقلاب الخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة.

ما هو استخدام Sparger في المفاعل الحيوي وشرح أنواعه؟

هناك عدة أنواع من القاذفات التي يمكن استخدامها في المفاعل الحيوي. وتشمل هذه قاذفات الفقاعات، التي تخلق تيارًا مستمرًا من الفقاعات في السائل، وقاذفات الرش، التي تشتت الغاز على شكل رذاذ ناعم. تشمل الأنواع الأخرى من القاذفات المسامية والألياف المجوفة.

أين يقع Sparger في المفاعل الحيوي؟

يقع جهاز الرش عادةً في الجزء السفلي من المفاعل الحيوي، حيث يمكنه خلط الغاز مع السائل بشكل فعال. في عمليات التخمير واسعة النطاق، غالبًا ما يتم استخدام قاذفات الفقاعات لأنها بسيطة نسبيًا وغير مكلفة في التشغيل.

ما هو نوع Sparger الأكثر استخدامًا في التخمير واسع النطاق؟

في عمليات التخمير واسعة النطاق، غالبًا ما يتم استخدام قاذفات الفقاعات لأنها بسيطة نسبيًا وغير مكلفة في التشغيل. يتكون جهاز إطلاق الفقاعات من أنبوب أو أنبوب به فتحات أو فتحات صغيرة يتم من خلالها إدخال الغاز إلى السائل. يتدفق الغاز عبر الثقوب أو الشقوق ويشكل تيارًا مستمرًا من الفقاعات في السائل. تعتبر قاذفات الفقاعات فعالة في توفير كمية كبيرة من الغاز للمفاعل الحيوي ويمكن تعديلها بسهولة للتحكم في معدل تدفق الغاز. كما أنها سهلة التنظيف والصيانة نسبيًا. ومع ذلك، يمكن لمطلقات الفقاعات أن تخلق فقاعات كبيرة نسبيًا والتي قد لا تكون فعالة في توفير مساحة سطحية عالية للخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة للتلامس مع الغاز. في بعض الحالات، قد يكون جهاز الرش أو أي نوع آخر من جهاز الرش أكثر ملاءمة لعملية تخمير معينة.

ما الذي تريد معرفته عن نظام Sparger؟

هناك العديد من الأشياء التي يجب عليك مراعاتها عند استخدام نظام sparger في المفاعل الحيوي. وتشمل هذه:

1. معايرة:من المهم معايرة معدل تدفق الغاز الذي يتم إدخاله في المفاعل الحيوي بشكل صحيح. سيضمن ذلك توفير الكمية الصحيحة من الغاز للخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة وأن تركيز الأكسجين في المفاعل الحيوي يقع ضمن النطاق المطلوب.

2. تركيز الأكسجين:يجب مراقبة تركيز الأكسجين في المفاعل الحيوي بانتظام للتأكد من أنه يقع ضمن النطاق المطلوب للخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة التي تتم زراعتها. إذا كان تركيز الأكسجين مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا، فقد يؤثر ذلك على نمو واستقلاب الخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة.

3. منع التلوث:من المهم التأكد من تنظيف وصيانة القاذف والمنطقة المحيطة به بشكل صحيح لمنع تلوث المفاعل الحيوي. قد يشمل ذلك استبدال مرشحات الغاز بانتظام وتنظيف القاذف والمناطق المحيطة بالمطهرات المناسبة.

4. معدل تدفق الغاز:وينبغي تعديل معدل تدفق الغاز حسب الحاجة للحفاظ على تركيز الأكسجين المطلوب في المفاعل الحيوي. قد يلزم زيادة أو تقليل معدل التدفق بناءً على طلب الأكسجين من الخلايا أو الكائنات الحية الدقيقة ومعدل استهلاك الغاز.

5. صيانة:تعد الصيانة الدورية لنظام Sparger أمرًا مهمًا للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح وفعال. قد يشمل ذلك التحقق من عدم وجود تسربات، واستبدال الأجزاء البالية أو التالفة، وتنظيف القاذف والمناطق المحيطة به حسب الحاجة.

2. الوظيفة الرئيسية للSparger في المفاعل الحيوي؟

تتمثل الوظيفة الرئيسية للقاذف في المفاعل الحيوي في إدخال الغازات، مثل الأكسجين أو الهواء، إلى الوسط السائل. وهو ضروري لنمو واستقلاب الكائنات الحية الدقيقة في المفاعل الحيوي، حيث أنها تحتاج إلى الأكسجين للتنفس. يساعد Sparger على تزويد الكائنات الحية الدقيقة بالأكسجين اللازم والحفاظ على مستوى الأكسجين المناسب في المفاعل الحيوي لدعم نموها واستقلابها، وهو أمر ضروري لنجاح العملية الحيوية.

ج: إدخال الغازات:تتمثل الوظيفة الرئيسية للقاذف في المفاعل الحيوي في إدخال الغازات، مثل الأكسجين أو الهواء، إلى الوسط السائل. فهو يساعد على تزويد الكائنات الحية الدقيقة بالأكسجين اللازم للنمو والتمثيل الغذائي.

ب: الحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب:يساعد Sparger في الحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب في الوسط السائل. تعتبر هذه المستويات معلمة مهمة للمراقبة والتحكم أثناء العملية الحيوية لأنها تؤثر بشكل مباشر على نمو الكائنات الحية الدقيقة وأيضها.

ج: التحكم في معدل نقل الغاز:تم تصميم Sparger لإدخال الغاز إلى الوسط السائل بطريقة يمكن التحكم فيها. يمكن ضبط Sparger لتوفير معدل نقل الأكسجين المطلوب وللحفاظ على مستوى الأكسجين المذاب المناسب في الوسط.

د: الحفاظ على معدل النقل الجماعي:يلعب Sparger أيضًا دورًا مهمًا في الحفاظ على معدل نقل الكتلة، وهو المعدل الذي يتم به نقل الأكسجين من الطور الغازي إلى الطور السائل.

هـ: تحسين العملية الحيوية:يمكن استخدام Sparger للتحكم في عوامل مثل حجم وشكل المفاعل الحيوي، ونوع الكائنات الحية الدقيقة وتركيزها، ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة للوسط، لتحسين العملية الحيوية.

و: توفير الخلط:تساعد المتفرقات أيضًا في تكوين خليط متجانس من السائل والغاز من خلال توفير عملية الخلط. فهو يساعد في توفير الكائنات الحية الدقيقة مع بيئة موحدة.

3. أنواع Sparger في المفاعل الحيوي؟

تشتمل عدة أنواع من النشارات على قاذفات حجرية مسامية مصنوعة من مادة مسامية مثل السيراميك أو المعدن الملبد وقاذفات عمود الفقاعات، والتي تستخدم سلسلة من الأنابيب أو الفوهات لإدخال الغاز إلى السائل.

يمكن استخدام عدة أنواع من القاذفات في المفاعل الحيوي، بما في ذلك:

1. قاذفات الحجارة المسامية:وهي مصنوعة من مادة مسامية مثل السيراميك أو المعدن الملبد وتوضع في الجزء السفلي من المفاعل الحيوي. أنها توفر مساحة كبيرة لنقل الغاز وتستخدم عادة في المفاعلات الحيوية صغيرة الحجم.

2. أعمدة الفقاعات:تستخدم هذه سلسلة من الأنابيب أو الفوهات لإدخال الغاز إلى السائل. يمكن وضعها في الجزء السفلي أو العلوي من المفاعل الحيوي وتستخدم بشكل شائع في المفاعلات الحيوية واسعة النطاق.

3. حلقة القاذف:يتم وضعها في الجزء السفلي من المفاعل الحيوي وتستخدم هيكلًا على شكل حلقة لإنتاج الفقاعات وتوفير نقل الأكسجين.

4. سبارجر الفقاعات الصغيرة:تم تصميمها لإنتاج فقاعات صغيرة توفر كفاءة عالية في نقل الأكسجين وتستخدم على نطاق واسع في المفاعلات الحيوية واسعة النطاق وعالية الكثافة.

5. جيت سباجر:تستخدم هذه مجموعة من الفوهات لإدخال الغاز إلى السائل. يمكن وضعها في الجزء السفلي أو العلوي من المفاعل الحيوي وتستخدم بشكل شائع في المفاعلات الحيوية عالية القص.

6. عجلة التجديف:يستخدم هذا النوع من Sparger عجلة مجداف دوارة لإنشاء فقاعات وتوفير نقل الأكسجين. يستخدم عادة في عمليات التخمير.

هذه بعض أنواع Sparger شائعة الاستخدام في المفاعلات الحيوية، ويعتمد اختيار Sparger على حجم المفاعل الحيوي ونوعه وتصميمه والعملية الحيوية المحددة المستخدمة.

4. كيفية ضبط مستويات التوفير في المفاعل الحيوي؟

عادةً ما يتم تحديد مستوى الإطلاق في المفاعل الحيوي بناءً على طلب الأكسجين من الكائنات الحية الدقيقة، ومعدل نقل الغاز، ومعدل تدفق الغاز. تشمل العوامل التي يمكن أن تؤثر على مستوى الإطلاق حجم وشكل المفاعل الحيوي، ونوع وتركيز الكائنات الحية الدقيقة، ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة للوسط.

5. دور Sparger في المفاعل الحيوي؟

يتمثل دور القاذف في المفاعل الحيوي في إدخال الغازات، مثل الأكسجين أو الهواء، إلى الوسط السائل لتلبية احتياجات الكائنات الحية الدقيقة من الأكسجين. وهو ضروري لنمو واستقلاب الكائنات الحية الدقيقة، وفي نهاية المطاف، لنجاح العملية الحيوية.

يساعد Sparger على تزويد الكائنات الحية الدقيقة بالأكسجين اللازم للنمو والتمثيل الغذائي. فهو يساعد على الحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب في الوسط السائل، والتي تعتبر معلمات مهمة للمراقبة والتحكم أثناء العملية الحيوية لأنها تؤثر بشكل مباشر على نمو الكائنات الحية الدقيقة واستقلابها.

تم تصميم Sparger لإدخال الغاز إلى الوسط السائل بطريقة خاضعة للرقابة، على سبيل المثال من خلال المواد أو الأنابيب المسامية. يمكن وضع Sparger في الجزء السفلي أو العلوي من المفاعل الحيوي، اعتمادًا على تصميم المفاعل الحيوي ونوع الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة. يمكن ضبط Sparger لتوفير معدل نقل الأكسجين المطلوب وللحفاظ على مستوى الأكسجين المذاب المناسب في الوسط.

يلعب Sparger أيضًا دورًا مهمًا في الحفاظ على معدل نقل الكتلة، وهو المعدل الذي يتم به نقل الأكسجين من الطور الغازي إلى الطور السائل. يمكن أن يتأثر معدل نقل الكتلة بعوامل مثل حجم وشكل المفاعل الحيوي، ونوع وتركيز الكائنات الحية الدقيقة، ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة في الوسط. يمكن استخدام Sparger للتحكم في هذه العوامل وتحسين معدل النقل الجماعي، وهو أمر بالغ الأهمية لنجاح العملية الحيوية.

يساعد Sparger أيضًا في إنشاء خليط متجانس من السائل والغاز من خلال توفير عملية الخلط. فهو يساعد في توفير الكائنات الحية الدقيقة مع بيئة موحدة.

باختصار، إن دور القاذف في المفاعل الحيوي هو توفير الأكسجين للكائنات الحية الدقيقة في الوسط السائل، وهو أمر ضروري لنموها واستقلابها، والحفاظ على مستويات الأكسجين المذاب المناسبة ومعدل نقل الكتلة، والتي تعتبر ضرورية لنموها. نجاح العملية الحيوية. كما أنه يساعد في تكوين خليط متجانس ويوفر عملية الخلط للوسط السائل.

ما هو نوع المفاعل الحيوي Sparger الذي ترغب في استخدامه أو تخصيصه؟

انكم مدعوون الى الاتصال بنا عن طريق البريد الإلكترونيka@hengko.com، أو يمكن إرسال الاستفسار على

نموذج الاتصال السفلي، سوف نرسل إليك في أسرع وقت ممكن خلال 24 ساعة.