バイオリアクター スパージャー

小型のバイオリアクターは、ネブライザーを使用せずに効率的に酸素を分配し、二酸化炭素を除去できます。ただし、表面積と体積の比率が低いと二酸化炭素が蓄積し、酸素の透過が妨げられるため、これらの対策は大型のバイオリアクターには適用されません。したがって、酸素の導入と二酸化炭素の除去にはネブライザーが必要です。

マイクロネブライザーと大型ネブライザーを備えたシステムは、さまざまなプロセスのニーズを満たすことができるため、多くの場合役立ちます。たとえば、大型のネブライザーは、溶液から溶存 CO 2 を効果的に除去する大きな気泡を生成しますが、大きな気泡を分解して酸素を放出するには、激しい撹拌が必要です。

これは耐寒性細胞株にはうまく機能するかもしれませんが、より繊細な哺乳動物細胞では撹拌が損傷する可能性があります。このような場合、最初に低出力のマクロディストリビューターを使用して CO 2 を除去し、次にマイクロディストリビューターを直列に使用して、より効率的に酸素を供給する小さな気泡を生成できます。

課題: 気泡の特性が O2 輸送と CO2 蒸気抽出率を決定する

気泡の形成とサイズは、酸素がバイオリアクター全体にどのように分散するかに大きく影響します。気泡の特性は、細孔のサイズと分布、分配器の材質、流量、液体と気体の特性、圧力に大きく影響されます。たとえば、マイクロスプレーはより小さな球形の泡を生成しますが、より大きなスプレーはわずかに大きく、形状が均一ではない泡を生成します。

マイクロスパージャーはミクロンサイズの球形の気泡を生成し、気泡がバイオリアクターを通過する際には表面張力が支配的な力となります。したがって、それらはリアクター内での滞留時間が長く、酸素の移動を改善しますが、培養物から二酸化炭素を除去するのには適していません。

大型ネブライザーは平均直径 1 ～ 4 mm の気泡を生成します。この気泡では、ブロス内の表面張力と浮力が組み合わさって、気泡の形状や動きに影響を与えます。これらの気泡は滞留時間が短いですが、小さな気泡よりも溶解する可能性が低くなります。ただし、マイクロ スパージャーは、慣性力がその挙動を支配する、より大きな非対称の気泡を生成することもあります。これらの泡は、CO2 を溶解または除去することなく簡単に破裂する可能性があります。

気泡の形状とサイズによって、セルが受けるせん断応力の量、システムから CO 2 を除去する効率、およびセルへの総酸素移動速度が決まります。したがって、酸素気泡のサイズと分布が均一になり、細胞に損傷を与えないようにバイオリアクターネブライザーを最適化することが重要です。

解決策: HENGKO バイオリアクター スパージャーの厳格な生産品質管理を使用する

HENGKO は焼結スパージャーの開発と製造に 20 年以上の経験があります。当社のステンレス鋼製スパージャーは、均一な細孔を備えたこの高品質の製品を製造するために製造方法を何度も改良した数十人のエンジニアの成果であり、それによってバイオリアクターに放出される気泡のサイズも均一になります。当社の多孔質スパージャーは、低流量マスフローコントローラーとの使用を推奨します。

使い方：低流量マスフローコントローラーは、酸素を多孔質スパージャーにゆっくりと導入します。スパージャーはすぐにはガスを放出しません。代わりに、圧力は臨界点に達するまで徐々に増加し、その時点で気泡がバイオリアクター内に穏やかに放出されます。

このスパージング方法を使用すると、酸素の質量流量を調整して、バイオリアクターへの気泡の放出速度を制御できます。スパージャーの穴は非常に小さいため、予想どおりに泡が発生します。したがって、このバイオリアクターのスパージング技術は容器のサイズに合わせて拡張可能であり、酸素の移動速度はガス流量に比例します。

バイオリアクター スパージャーに関する質問

1. バイオリアクターのスパージャーとは何ですか?

つまり、スパージャーは、酸素や空気などのガスを液体媒体に導入するためにバイオリアクターで使用されるデバイスです。スパージャーの主な機能は、バイオリアクター内の微生物に、微生物の成長と代謝に必要な酸素を供給することです。

バイオリアクター内のスパージャーは、微生物の成長と代謝に必要な酸素、空気、その他のガスなどのガスを追加するために使用されます。酸素はスパージャーを通じて微生物に供給され、液体培地中の溶存酸素レベルを維持するのに役立ちます。溶存酸素レベルは微生物の成長と代謝に直接影響を与えるため、バイオプロセス中に監視および制御する重要なパラメーターです。

スパージャーは、多孔質材料やチューブなどを介して、制御された方法で液体媒体にガスを導入するように設計されています。スパージャーは、バイオリアクターの設計と使用する微生物の種類に応じて、バイオリアクターの底部または上部に配置できます。スパージャーは、所望の酸素移動速度を提供し、培地中の適切な溶存酸素レベルを維持するように調整できます。

スパージャーは、酸素が気相から液相に移動する速度である物質移動速度を維持する上でも重要な役割を果たします。物質移動速度は、バイオリアクターのサイズと形状、微生物の種類と濃度、培地の温度と pH などの要因によって影響を受ける可能性があります。スパージャーを使用すると、これらの要因を制御し、バイオプロセスの成功に不可欠な物質移動速度を最適化することができます。

要約すると、バイオリアクターにおけるスパージャーの主な機能は、液体培地中の微生物にその成長と代謝に必要な酸素を供給し、適切な溶存酸素レベルと物質移動速度を維持することです。バイオプロセスの成功。

スパージャーとはどういう意味ですか?

スパージャーは、液体にガスを導入するために使用される装置です。これは、制御された条件下で微生物や細胞を培養するために使用される特殊な容器であるバイオリアクターで一般的に使用されます。

スパージャーの機能は何ですか?

スパージャーの機能は、細胞または微生物の成長と代謝をサポートするために、酸素または別のガスをバイオリアクターに提供することです。

バイオリアクターでのスパージャーの使用とは何ですか?その種類を説明しますか?

バイオリアクターで使用できるスパージャーにはいくつかの種類があります。これらには、液体中に泡の連続的な流れを生成するバブル スパージャーや、ガスを細かい霧として分散させるスプレー スパージャーが含まれます。他のタイプのスパージャーには、多孔質スパージャーおよび中空繊維スパージャーが含まれます。

スパージャーはバイオリアクターのどこにありますか?

通常、スパージャーはバイオリアクターの底部に配置され、そこでガスと液体を効果的に混合できます。大規模な発酵プロセスでは、操作が比較的簡単で安価なバブルスパージャーがよく使用されます。

大規模発酵ではどのタイプのスパージャーが主に使用されますか?

大規模な発酵プロセスでは、操作が比較的簡単で安価なバブルスパージャーがよく使用されます。バブルスパージャーは、ガスが液体に導入される小さな穴またはスロットを備えたチューブまたはパイプで構成されています。ガスは穴またはスロットを通って流れ、液体中に泡の連続的な流れを形成します。バブルスパージャーは、バイオリアクターに大量のガスを供給するのに効果的であり、ガスの流量を制御するために簡単に調整できます。また、掃除やメンテナンスも比較的簡単です。ただし、バブルスパージャーは比較的大きな泡を生成する可能性があり、細胞や微生物がガスと接触するための大きな表面積を提供するのにそれほど効果的ではない可能性があります。場合によっては、特定の発酵プロセスにはスプレー スパージャーまたは他のタイプのスパージャーの方が適している場合があります。

スパージャー システムについて知っておくべきことは何ですか?

バイオリアクターでスパージャー システムを使用する場合、考慮すべきことがいくつかあります。これらには次のものが含まれます。

1. 較正：バイオリアクターに導入されるガスの流量を適切に校正することが重要です。これにより、正しい量のガスが細胞または微生物に供給され、バイオリアクター内の酸素濃度が望ましい範囲内にあることが保証されます。

2. 酸素濃度:バイオリアクター内の酸素濃度を定期的に監視して、培養中の細胞または微生物にとって望ましい範囲内にあることを確認する必要があります。酸素濃度が高すぎたり低すぎたりすると、細胞や微生物の成長や代謝に影響を与える可能性があります。

3. 汚染防止：バイオリアクターの汚染を防ぐために、スパージャーとその周囲の領域が適切に洗浄および維持されていることを確認することが重要です。これには、ガスフィルターを定期的に交換したり、スパージャーとその周囲を適切な消毒剤で洗浄したりすることが含まれる場合があります。

4. ガス流量:ガスの流量は、バイオリアクター内の望ましい酸素濃度を維持するために、必要に応じて調整する必要があります。流量は、細胞または微生物の酸素要求量およびガス消費量に基づいて増減する必要がある場合があります。

5. メンテナンス：スパージャー システムが適切かつ効率的に動作していることを確認するには、スパージャー システムの定期的なメンテナンスが重要です。これには、漏れのチェック、磨耗または損傷した部品の交換、必要に応じてスパージャーとその周囲の領域の清掃が含まれる場合があります。

2. バイオリアクターにおけるスパージャーの主な機能?

バイオリアクターにおけるスパージャーの主な機能は、酸素や空気などのガスを液体媒体に導入することです。微生物は呼吸に酸素を必要とするため、バイオリアクター内の微生物の成長と代謝に必要です。スパージャーは、微生物に必要な酸素を供給し、バイオリアクター内の適切な酸素レベルを維持して微生物の成長と代謝をサポートします。これはバイオプロセスの成功に不可欠です。

A: ガスの導入:バイオリアクターにおけるスパージャーの主な機能は、酸素や空気などのガスを液体媒体に導入することです。微生物の成長と代謝に必要な酸素を供給するのに役立ちます。

B: 溶存酸素レベルの維持:スパージャーは、液体培地中の溶存酸素レベルを維持するのに役立ちます。これらのレベルは微生物の成長と代謝に直接影響を与えるため、バイオプロセス中に監視および制御する重要なパラメーターです。

C: ガス移動速度の制御:スパージャーは、制御された方法で液体媒体にガスを導入するように設計されています。スパージャーは、所望の酸素移動速度を提供し、培地中の適切な溶存酸素レベルを維持するように調整できます。

D: 物質移動速度の維持:スパージャーは、酸素が気相から液相に移動する速度である物質移動速度を維持する上でも重要な役割を果たします。

E: バイオプロセスの最適化:スパージャーを使用すると、バイオリアクターのサイズと形状、微生物の種類と濃度、培地の温度と pH などの要素を制御して、バイオプロセスを最適化できます。

F: ミキシングの提供:スパージャーは、混合作用を提供することにより、液体とガスの均質な混合物を生成するのにも役立ちます。微生物に均一な環境を提供するのに役立ちます。

3. バイオリアクターのスパージャーの種類は?

いくつかのタイプのスパージャーには、セラミックや焼結金属などの多孔質材料で作られた多孔質石スパージャーや、一連のチューブまたはノズルを使用して液体にガスを導入する気泡塔スパージャーなどがあります。

バイオリアクターでは、次のようないくつかのタイプのスパージャーを使用できます。

1. 多孔質石スパージャー:これらはセラミックや焼結金属などの多孔質材料でできており、バイオリアクターの底に設置されます。これらはガス移動のための大きな表面積を提供し、小規模のバイオリアクターで一般的に使用されます。

2. 気泡塔スパージャー:これらは、一連のチューブまたはノズルを使用して、液体にガスを導入します。これらはバイオリアクターの底部または上部に配置でき、大規模なバイオリアクターで一般的に使用されます。

3. リングスパージャー:これらはバイオリアクターの底に配置され、リング状の構造を利用して気泡を生成し、酸素を移動させます。

4.マイクロバブルスパージャー:これらは、高い酸素移動効率を提供する小さな気泡を生成するように設計されており、大規模で高密度のバイオリアクターで広く使用されています。

5.ジェットスパージャー：これらは、一連のノズルを使用してガスを液体に導入します。これらはバイオリアクターの底部または上部に配置でき、高せん断バイオリアクターで一般的に使用されます。

6.外輪スパージャー:このタイプのスパージャーは、回転パドルホイールを使用して気泡を生成し、酸素を移動させます。発酵プロセスでよく使用されます。

これらは、バイオリアクターで一般的に使用されるスパージャーのタイプの一部であり、スパージャーの選択は、バイオリアクターのサイズ、タイプ、設計、および使用される特定のバイオプロセスによって異なります。

4. バイオリアクターのスパージング レベルを設定するにはどうすればよいですか?

バイオリアクター内のスパージング レベルは、通常、微生物の酸素要求量、ガス移動速度、およびガス流量に基づいて設定されます。スパージング レベルに影響を与える可能性のある要因には、バイオリアクターのサイズと形状、微生物の種類と濃度、培地の温度と pH が含まれます。

5. バイオリアクターにおけるスパージャーの役​​割?

バイオリアクターにおけるスパージャーの役​​割は、微生物の酸素要求を満たすために、酸素や空気などのガスを液体培地に導入することです。それは微生物の成長と代謝、そして最終的にはバイオプロセスの成功に不可欠です。

スパージャーは、微生物の成長と代謝に必要な酸素を供給するのに役立ちます。これは液体培地中の溶存酸素レベルを維持するのに役立ちます。これは微生物の成長と代謝に直接影響を与えるため、バイオプロセス中に監視および制御する重要なパラメーターです。

スパージャーは、多孔質材料やチューブなどを介して、制御された方法で液体媒体にガスを導入するように設計されています。スパージャーは、バイオリアクターの設計と使用する微生物の種類に応じて、バイオリアクターの底部または上部に配置できます。スパージャーは、所望の酸素移動速度を提供し、培地中の適切な溶存酸素レベルを維持するように調整できます。

スパージャーは、酸素が気相から液相に移動する速度である物質移動速度を維持する上でも重要な役割を果たします。物質移動速度は、バイオリアクターのサイズと形状、微生物の種類と濃度、培地の温度と pH などの要因によって影響を受ける可能性があります。スパージャーを使用すると、これらの要因を制御し、バイオプロセスの成功に不可欠な物質移動速度を最適化することができます。

スパージャーは、混合作用を提供することにより、液体とガスの均質な混合物を作成するのにも役立ちます。微生物に均一な環境を提供するのに役立ちます。

要約すると、バイオリアクターにおけるスパージャーの役​​割は、液体培地中の微生物に微生物の増殖と代謝に必要な酸素を供給し、適切な溶存酸素レベルと物質移動速度を維持することです。これらは微生物の増殖に不可欠です。バイオプロセスの成功。また、均一な混合物を作成するのに役立ち、液体媒体に混合作用をもたらします。

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