Name: Laboratuvar ölçekte karıştırılmış Biyoreaktörler güç giriş ölçümlerde (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-16T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 49 s
Description: Öğrenin karıştırılmış biyoreaktörlerde güç girişini tork ölçümleriyle belirleme yöntemini. Hava yatağı kullanımı sürtünme kayıplarını azaltarak ölçüm doğruluğunu artırır ve ölçeklendirme çalışmaları için güvenilir veri sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Yazarlar Dieter Häussler ve Beat Gautschi deneysel set sırasında onların yardım için yukarıya teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca İngilizce kanıt okuma Caroline Hyde için sana şükrediyoruz.

1. hazırlanması Sükroz çözümleri
Not: Sükroz çözümler ucuz, Newton'un modeli medya yüksek viskozite ve yoğunluğu ile (bkz. Tablo 1) azaltılmış türbülans koşulları için kullanılır.
<ol><li>Duran cam şişe su ve farklı konsantrasyonları (20-60 %w/w) Sükroz ile doldurun.</li>
	<li>Sükroz tamamen çözülmüş kadar içeriği bir manyetik karıştırıcı ile karıştırın.<ol>
<li>40 %w/w aşan Sükroz konsantrasyonlarının için zaman zaman Sükroz ekleyin ve cam şişe biraz ısı (~ 50 ° C). Oda sıcaklığında kullanmadan önce aşağı Sükroz çözüm soğumaya bırakın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. bir ölçüm tarifi ve veri günlüğü hazırlanması

<ol><li>-Den sonra başlamak belgili tanımlık bilgisayar yazılımı, kontrol ünitesi ile iletişimi açılır menüden doğru seri COM bağlantı noktasını seçip Bağlan düğmesini tıklatarak başlatın. Not: Bağlantı düğmesine yeşil rengi değişecek ve kontrol ünitesi ile iletişimi başlatılan bir kez LED açılır menüsünün altında geçiş yapar.</li>
	<li>Operatör PC veri depolamak için veri dosyası yolu biyoreaktör kontrol ünitesi yazılımı içinde ayarlayın.<ol>
<li>Ayarlar sekmesi sayfa açık ve klasör simgesi konumu veri dosyası metin alanının yanındaki vurmak.</li>
		<li>Dosya iletişim penceresinde arzu klasöre göz atın, dosya adı metin alanına bir dosya adı yazın ve Tamam düğmesini tıklatın. Not: Veri günlük dosyası yolu ve adı metin kutusunda görüntülenir ve geçerli bir dosya yolu tanımlandıktan sonra DAQ Başlat düğmesi etkindir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ölçüm işlemi otomatikleştirmek için bir rutin içinde biyoreaktör kontrol ünitesi yazılımı tarifi Müdürü ayarlayın.<ol>
<li>Tarifi sekme sayfasını açın ve istediğiniz giriş değerleri tarifi faz geçen süre (dk) ve karşılık gelen fan hızı (rpm) için metin alanı kutularına yazın. Profili otomatik olarak grafikte görüntülenir. Not: Örneğin, karıştırıcı hız stepwise 20 100 rpm 300 RPM rpm artırılır ve istikrarlı bir tork sağlamak için 4 dakika (aşağıdaki konuya bakın) sinyal için her değeri korunur. Minimum ve maksimum hızları yanı sıra artış miktarı farklı kışkırtıcıları ve gemiler için ayarlanabilir. Not: dikkatle tork sensör çözünürlüğü, nominal tork ve girdap oluşumu ile ilgili olarak hız aralığı seçin. İkinci kez unbaffled Biyoreaktörler yüksek hızlarda heyecanlı oluşur ve tork ölçer zarar verebilir.</li>
		<li>Kaydet düğmesini tıklatın, istenen dosya yoluna göz ve bir dosya adı metin kutusuna yazın. Dosyayı kaydetmek için Tamam düğmesine basın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. yükleme dönme anıları detektörler
Not: Deneysel Kur şematik Resim 1' de gösterilen.
<ol><li>Sensör yerine düzeltmek için tork dönüştürücü kullanarak (bkz: şekil 1) taşıyan hava içerir özel olarak tasarlanmış bir tutucu vidalar yükleyin. Bu çalışmada kullanılan hava taşıyan gözenekli bir karbon malzeme 13 mm bir iç çapı ile burç vardır.<ol>
<li>Fırçasız servo karıştırıcı motor yuvasının üst üzerine monte. Tork dönüştürücü için dört vidayı kullanarak montaj dikey tutucu düzeltmek.</li>
		<li>Motor mili tork dönüştürücü kullanarak bir metal feryat bu kaplin boşluğunun küçük Aksiyel misalignments telafi etmek ve sıkın vidaları kullanarak kaplin tahrik mili için bağlayın. Karıştırıcı şaftı başka bir metal körük bağlantı kullanarak tork dönüştürücü ölçüm miline bağlamak. Not: Bu çalışmada, pervane şaftları 13 mm çapında tasarlanmış (tolerans:-0.0076 mm) ve 270 mm ve 520 mm arasındaki uzunlukları ile araştırıldı farklı gemiler için kullanılmıştır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sensör tutucusu biyoreaktör baş plaka üzerine dağ ve çarklar karıştırıcı miline istenen alt kapalı giriş izni. Gerekli perdeler ve biyoreaktör içinde ek teçhizatları (örnekleme ve hasat tüpler, elektrokimyasal sensörler, vb) mount.</li>
	<li>İstenen biyoreaktör gemi sahibi (Biyoreaktörler #1, #10 #3) gerekirse veya baş plaka biyoreaktör tank (biyoreaktör #2) yerleştirin ve vida ile baş plaka sıkın.<ol>
<li>Cam Biyoreaktörler araştırmalar için yer tutucu biyoreaktör cam kap.</li>
		<li>Tek kullanımlık Biyoreaktörler araştırmalar için uygun kesme aletleri kullanarak en iyi monte edilmiş boru bağlantı noktaları ve çark şaft konut plastik kafa plakalar üzerinden sökmeye. Plastik taşıyıcıyı yuvasına yerleştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sıcaklık sensörü biyoreaktör yerleştirin ve denetim birimine bağlayın. Basınçlı Hava boruları hava taşıyan gaz giriş portuna bağlayın ve bir kompresör tarafından sağlanan yaklaşık 5.5 bar basınç uygulayın. A/D dönüştürücü ve güç verici üzerinde tork dönüştürücü bağlayın.</li>
</ol>4. veri toplama yazılımı yapılandırmalarda
<ol><li>Tork sensörü sinyal veri toplama yazılımı açın ve ölçüm tercihleri yapılandırmak.<ol>
<li>DAQ kanalları penceredeki ilk iki kanal başlatıldı ve etkin olduğundan emin olun. Bu çalışmada, dönüş hızı sinyal Kanal 1 kuruldu ve tork sinyal Kanal 0 kuruldu.<ol>
<li>Geçerli ölçüm değerlerini görüntülemek için Live update düğmesini tıklatın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Mutlak tork sinyal dönüş olmadan mN·m sağ fare kullanarak tıklayın kanal listesi ve sıfır bakiye seçeneğini belirterek kanal öğesinde 0,1 büyükse tork kanal sinyal sıfır olarak ayarlayın.</li>
		<li>DAQ iş sekme sayfasına gidin ve aşağı açılır menü listesinden veri toplama hızı 2 Hz tanımlayın. Hemen işe başlamak ve süre aşağı açılan listelerinden başlatmak ve durdurmak , veri toplama, sırasıyla ayarlamak için kullanın.</li>
		<li>Ölçüm (örneğin, kullanım 1 h 0 m 30 s İkinci adımda tanımlanan bir saat tarifi için) bitirmek için gereken süreyi daha uzun örnek süresi bir zaman dilimi tanımlayın.</li>
		<li>Veri depolama ayarları sayfasına gidin ve dosyayı kaydedin dosya biçimi verileri ayarlamak için aşağı açılır listesinden ASCII + kanal bilgisi seçeneğini belirleyin. Üstünde PC sert götürmek ölçüm çıktı dosyasıiçin bir dosya yolu ayarla.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. tork ölçüm yapmak
<ol><li>Veri toplama için tork sinyal tork ölçer kontrol ve veri toplama yazılımı DAQ iş menü sayfasında Başlat düğmesini tıklatarak başlatın.</li>
	<li>Veri toplama için karıştırıcı hız ve sıcaklık biyoreaktör kontrol ünitesi yazılımı ayarları sekmesi sayfasında DAQ Başlat düğmesini tıklatarak başlatın.</li>
	<li>Karıştırıcı denetimi kontrol ünitesi yazılımı el ile ayar noktası veya önceden tanımlanmış tarifi düzeni ile başlatın.<ol>
<li>Eğer tek bir ölçüm yapılır, denetim kutusu girdisi biyoreaktör kontrol yazılımı ana sekme sayfasını kullanın. İstediğiniz ayar noktası metin kutusuna yazın ve 'Karıştırıcı denetimi' öğesini tıklatın.</li>
		<li>Bir reçete ile birden çok ölçümleri yapılmaktadır, aşamaları sekme sayfasına gidin ve Başlat düğmesini tıklatın. Not: Yazılım otomatik olarak tüm el ile giriş kutularını tarifi süresi için devre dışı bırakır ve işleminin sonuna onaylamak için otomatik olarak bir pencere açar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Veri toplama yazılımı otomatik olarak önceden tanımlanmış ölçüm süresi bittikten sonra bir pencere açılır. Her ölçüm için veri sabit diskinizde tercihen operatör PC, Şimdi veri Kaydet düğmesini tıklatarak kaydedin.</li>
	<li>Ölçüm her istenen karıştırıcı hız olmadan ve biyoreaktör gemi içinde sıvı için yineleyin.<ol>
<li>Su (veya sukroz çözüm) bir huni içinde biyoreaktör dökün. Not: dönme anıları detektörler zarar verebilecek istenmeyen eksenel kuvvetler (kısmen) maruz çarklar neden olabilir beri sıvı tamamen çarklar kapsadığından emin olun.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. veri değerlendirme
Not: Boş beden (ölü tork) elde edilen tork değerleri taşıyan kalan sürtünme kayıpları için karşılık gelen ve (bkz: EQ 1) etkili tork değerleri elde etmek için sıvı içinde belirlenen değerlerden çıkartılır.
<ol><li>Ortalama yarı kararlı bir sinyal oldu sonra ölçülen her karıştırıcı hız için tork değerleri (aşağıdaki konuya bakın) elde etti. İdeal olarak, 240 veri noktaları 2 Hz ölçüm oranında karşılık gelen her koşul için en az 2 dk bir dönemde ortalama değerlerini hesaplamak.</li>
	<li>Matlab kod yazılım komut satırından kodu çalıştırarak veri işleme için kullanın. Not: Bu makale ek bölümünü indirmek için kodu sağlanır. Bu komut dosyası ham veri dosyası veri kaydından alır, hesaplar faz ortalama dönüş hızı, Reynolds numarası (EQ 3 kullanıcı girişi dayalı) ve her aşama için tork değerleri, sonuçları görüntüler ve sonuçları ikinci bir metin olarak depolar dosya, daha sonra daha fazla verileri işlemek için kullanılabilir.</li>
	<li>Bu etkili tork değerleri elde etmek için sıvı içinde ölçülen boş beden elde tork değerleri çıkarmak.</li>
	<li>Güç girişi ve saat ortalama tork değerlerine göre EQ 1 ve EQ 2 numaradan boyutsuz güç hesaplamak.</li>
</ol>

<ol><li>Shiue, S. J., Wong, C. W. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cjce.5450620505/full">Studies on homogenization efficiency of various agitators in liquid blending.</a> Can. J. Chem. Eng. 62, 602-609 (1984).</li>
<li>Zlokarnik, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aZlokarnik%2C+M+%22R%C3%BChrtechnik+--+Theorie+und+Praxis%22">Rührtechnik -- Theorie und Praxis</a>. , Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg, New York. (1999).</li>
<li>Ghotli, A. R., Raman, A. A. A., Ibrahim, S., Baroutian, S. <a target="_blank" href="http://eprints.um.edu.my/9432/">Liquid-liquid mixing in stirred vessels: a review.</a> Chem. Eng. Commun. 200, 595-627 (2013).</li>
<li>Arjunwadkar, S. J., Sarvanan, K., Kulkarni, P. R., Pandit, A. B. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894797000831">Gas-liquid mass transfer in dual impeller bioreactor.</a> Biochem. Eng. J. 1, 99-106 (1999).</li>
<li>Hari-Prajitno, D., Mishra, V. P., Takenaka, K., Bujalski, W., Nienow, A. W., McKemmie, J. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cjce.5450760612/abstract">Gas-liquid mixing studies with multiple up- and down-pumping hydrofoil impellers: power characteristics and mixing time.</a> Can. J. Chemical Eng. 76, 1056-1068 (1998).</li>
<li>Wichterle, K. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009250994850755">Heat transfer in agitated vessels.</a> Chem. Eng. Sci. 49, 1480-1483 (1994).</li>
<li>Angst, R., Kraume, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009250905009000">Experimental investigations of stirred solid/liquid systems in three different scales: particle distribution and power consumption.</a> Chem. Eng. Sci. 61, 2864-2870 (2006).</li>
<li>Cherry, R., Papoutsakis, E. T. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00369462">Hydrodynamic effects on cells in agitated tissue culture reactors.</a> Bioprocess Eng. 1, 29-41 (1986).</li>
<li>Chalmers, J. J. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF00350397">Shear sensitivity of insect cells.</a> Cytotechnology. 20, 163-171 (1996).</li>
<li>Ma, N., Mollet, M., Chalmers, J. J. Aeration, mixing and hydrodynamics in bioreactors. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMa%2C+N+%22Cell+Culture+Technology+for+Pharmaceutical+and+Cell-Based+Therapies%22">Cell Culture Technology for Pharmaceutical and Cell-Based Therapies</a>. Ozturk, S. S., Hu, W. -S. , Taylor & Francis. New York (NY). 225-248 (2006).</li>
<li>Chisti, Y. Shear Sensitivity. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChisti%2C+Y+%22Encyclopedia+of+Bioprocess+Technology%22">Encyclopedia of Bioprocess Technology</a>. Flickinger, M. C., Drew, S. W. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ, USA. 1719-1762 (2002).</li>
<li>Oosterhuis, N. M. G., Kossen, N. W. F. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF00158694">Power input measurements in a production scale bioreactor.</a> Biotechnol. Lett. 3, 645-650 (1981).</li>
<li>King, R. L., Hiller, R. A., Tatterson, G. B. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aic.690340320/abstract">Power consumption in a mixer.</a> AIChE J. 34, 506-509 (1988).</li>
<li>Brown, D. E. <a target="_blank" href="https://www.tib.eu/en/search/id/ceaba%3ACEAB1970060610/The-measurement-of-fermenter-power-input/">The measurement of fermenter power input.</a> Ind. Chem. 16, 684-688 (1997).</li>
<li>Bourne, J. R., Buerli, M., Regenass, W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0009250981850142">Heat transfer and power measurements in stirred tanks using heat flow calorimetry.</a> Chem. Eng. Sci. 36, 347-354 (1981).</li>
<li>Böhme, G., Stenger, M. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.270110127/abstract">Consistent scale-up procedure for the power consumption in agitated non-newtonian fluids.</a> Chem. Eng. Technol. 11, 199-205 (1988).</li>
<li>Reséndiz, R., Martínez, A., Ascanio, G., Galindo, E. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ceat.270140206/abstract">A new pneumatic bearing dynamometer for power input measurement in stirred tanks.</a> Chem. Eng. Technol. 14, 105-108 (1991).</li>
<li>Distelhoff, M. F. W., Laker, J., Marquis, A. J., Nouri, J. M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/BF00190598">The application of a strain gauge technique to the measurement of the power characteristics of five impellers.</a> Exp. Fluids. 20, 56-58 (1995).</li>
<li>Ibrahim, S., Nienow, A. W. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/279596070_Power_curves_and_flow_patterns_for_a_range_of_impellers_in_Newtonian_fluids_40Re5105">Power curves and flow patterns for a range of Impellers in Newtonian fluids: 40 < Re < 5x10^5.</a> Chem. Eng. Res. Des. 73, 485-491 (1995).</li>
<li>Karcz, J., Major, M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0255270198000336">An effect of a baffle length on the power consumption in an agitated vessel.</a> Chem. Eng. Process. Process Intensif. 37, 249-256 (1998).</li>
<li>Houcine, I., Plasari, E., David, R. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1521-4125(200007)23:7%3C605::AID-CEAT605%3E3.0.CO;2-0/abstract">Effects of the stirred tank's design on power consumption and mixing time in liquid phase.</a> Chem. Eng. Technol. 23, 605-613 (2000).</li>
<li>Chen, Z. D., Chen, J. J. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChen%2C+ZD+%22A+study+of+agitated+gas-liquid+reactors+with+concave+blade+impellers%22">A study of agitated gas-liquid reactors with concave blade impellers</a>. Gupta, B., Ibrahim, S. , Kluwer Academic Publishers. 43-56 (2000).</li>
<li>Chapple, D., Kresta, S. M., Wall, A., Afacan, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876202721965">The effect of impeller and tank geometry on power number for a pitched blade turbine.</a> Chem. Eng. Res. Des. 80, 364-372 (2002).</li>
<li>Gill, N. K., Appleton, M., Baganz, F., Lye, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+power+consumption+and+oxygen+transfer+characteristics+of+a+stirred+miniature+bioreactor+for+predictive+fermentation+scale-up%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Quantification of power consumption and oxygen transfer characteristics of a stirred miniature bioreactor for predictive fermentation scale-up.</a> Biotechnol. Bioeng. 100, 1144-1155 (2008).</li>
<li>Cudak, M. <a target="_blank" href="https://www.degruyter.com/view/j/cpe.2014.35.issue-1/cpe-2014-0007/cpe-2014-0007.xml">Hydrodynamic characteristics of mechanically agitated air - aqueous sucrose solutions.</a> Chem. Process Eng. 35, 97-107 (2014).</li>
<li>Kuboi, R., Nienow, A. W., Allsford, K. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00986448308940043">A multipurpose stirred tank facility for flow visualisation and dual impeller power measurement.</a> Chem. Eng. Commun. 22, 29-39 (1983).</li>
<li>Wu, J., Zhu, Y., Pullum, L. <a target="_blank" href="http://www.cherd.ichemejournals.com/article/S0263-8762(01)72140-5/pdf">Impeller geometry effect on velocity and solids suspension.</a> Chem. Eng. Res. Des. 79, 989-997 (2001).</li>
<li>Amanullah, A., Serrano-Carreon, L., Castro, B., Galindo, E., Nienow, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+impeller+type+in+pilot+scale+xanthan+fermentations%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">The influence of impeller type in pilot scale xanthan fermentations.</a> Biotechnol. Bioeng. 57, 95-108 (1998).</li>
<li>Saito, F., Nienow, A. W., Chatwin, S., Moore, I. P. T. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/238145132_Power_Gas_Dispersion_and_Homogenisation_Characteristics_of_SCABA_SRGT_and_Rushton_Turbine_Impellers">Power, gas dispersion and homogenisation Characteristics of SCABA SRGT and Rushton turbine impellers.</a> J. Chem. Eng. Japan. 25, 281-287 (1992).</li>
<li>Ascanio, G., Castro, B., Galindo, E. <a target="_blank" href="http://www.cherd.ichemejournals.com/article/S0263-8762(04)72615-5/pdf">Measurement of power consumption in stirred vessels - a review.</a> Chem. Eng. Res. Des. 82, 1282-1290 (2004).</li>
<li>Vilaça, P. R., Badino, A. C., Facciotti, M. C. R., Schmidell, W. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s004490050730">Determination of power consumption and volumetric oxygen transfer coefficient in bioreactors.</a> Bioprocess Eng. 22, 261-265 (2000).</li>
<li>van Eikenhorst, G., Thomassen, Y. E., van der Pol, L. A., Bakker, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+mass+transfer+and+mixing+in+rigid+lab-scale+disposable+bioreactors+at+low+power+input+levels%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Prog%22%5BJournal%5D)">Assessment of mass transfer and mixing in rigid lab-scale disposable bioreactors at low power input levels.</a> Biotechnol. Prog. 30, 1269-1276 (2014).</li>
<li>Eibl, D., Peuker, T., Eibl, R. Single-use equipment in biopharmaceutical manufacture: A brief introduction. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEibl%2C+D+%22Single-Use+Technology+in+Biopharmaceutical+Manufacture%22">Single-Use Technology in Biopharmaceutical Manufacture</a>. Eibl, R., Eibl, D. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ, USA. 3-11 (2010).</li>
<li>Eibl, R., Kaiser, S., Lombriser, R., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disposable+bioreactors%3A+the+current+state-of-the-art+and+recommended+applications+in+biotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Disposable bioreactors: the current state-of-the-art and recommended applications in biotechnology.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 86, 41-49 (2010).</li>
<li>Kaiser, S. C., Werner, S., Jossen, V., Kraume, M., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+method+for+reliable+power+input+measurements+in+conventional+and+single-use+stirred+bioreactors+at+laboratory+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Eng.+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Development of a method for reliable power input measurements in conventional and single-use stirred bioreactors at laboratory scale.</a> Eng. Life Sci. 17 (5), 500-511 (2016).</li>
<li>Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH. Drehmoment-Messwelle T20WN product description. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.hbm.com/en/0264/torq">http://www.hbm.com/en/0264/torq</a> (2016).</li>
<li>Nienow, A. W., Miles, D. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i260037a007">Impeller power numbers in closed vessels.</a> Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 10, 41-43 (1971).</li>
<li>Liepe, F., Sperling, R., Jembere, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLiepe%2C+F+%22R%C3%BChrwerke+-+Theoretische+Grundlagen%2C+Auslegung+und+Bewertung%22">Rührwerke - Theoretische Grundlagen, Auslegung und Bewertung</a>. , Eigenverlag FH. Anhalt, Köthen, Germany. (1998).</li>
<li>Kaiser, S. C., Werner, S., Eibl, D. CFD as tool to characterize single-use bioreactors. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKaiser%2C+SC+%22Single-Use+Technology+in+Biopharmaceutical+Manufacture%22">Single-Use Technology in Biopharmaceutical Manufacture</a>. Eibl, R., Eibl, D. , John Wiley & Sons. Hoboken, NJ, USA. 264-279 (2010).</li>
<li>Liepe, F. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/zfch.19880281120/abstract">Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden Teil 4: Stoffvereinigen in fluiden Phasen - Ausrüstungen und ihre Berechnung.</a> VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie. , Leipzig, Germany. (1988).</li>
<li>Kraume, M., Zehner, P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026387620172117X">Experience with experimental standards for measurements of various parameters in stirred tanks: a comparative test.</a> Chem. Eng. Res. Des. 79, 811-818 (2001).</li>
<li>Werner, S., Greulich, J., Geipel, K., Steingroewer, J., Bley, T., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elsc.201400024/abstract">Mass propagation of Helianthus annuus suspension cells in orbitally shaken bioreactors: Improved growth rate in single-use bag bioreactors.</a> Eng. Life Sci. 14, 676-684 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir çıkar çatışmaları ilan etti.

(Özel) güç girişi mühendislik karakterizasyonu için önemini ve ölçekleme-yukarı/aşağı biyoreaktörler, rağmen sadece bir kaç yayın benchtop ölçekli biyoreaktörler, deneysel araştırmalarda özellikle tek kullanımlık sistemlerinde Tek basamaklı litre hacim aralığı, literatürde bulunabilir. Veri bu olmaması için bir neden böyle küçük ölçeklerde doğru güç giriş ölçümlerin zorluklar görülebilir. Bazı bu zorlukların üstesinden gelmek için çalışmanın taşıyan sürtünme kayıpları en aza indirmek için bir hava taşıyan tarafından desteklenen göre tork güç giriş ölçümler için detaylı bir protokol sağlar. Yönteminin uygulanabilirliği üç piyasada bulunan tek kullanımlık Biyoreaktörler yanı sıra Multi-kullanma Biyoreaktörler ölçeklerde 1 L ve 10 L çalışma birimi arasında kullanarak gösterilmiştir.
Tork tabanlı ölçümleri ile bizim deneyime dayalı, adresine en kritik faktörler: 1) azaltılması ölü tork rulmanlar ve mühürler, içinde sürtünme kayıpları özellikle laboratuvarda en aza indirerek ölçekli Biyoreaktörler ve 2) seçimi bir İstenen biyoreaktör boyutu ve ajitasyon koşulları için uygun tork ölçer. Önceki35gösterildiği ölü tork bir hava taşıyan kullanılarak önemli ölçüde azaltılabilir. Bu da çalışmanın, gözenekli karbon malzemeden yapılmış bir düşük maliyetli hava burç kullanıldı. Test boş kaplar içinde kalan tork ilâ 900 rpm fan ipucu hız-in ilâ 3 m·s-1için karşılık gelen, ajitasyon oranları ile 0.5 mN·m altında genellikle vardı. Buna ek olarak, ile yapılı-içinde mekanik şaft rulman biyoreaktör #6 ölü tork, örneğin, 9,4 mN·m ve 20 mN·m arasında oldu ve yaklaşık 3 mN·m karşılaştırılabilir değerler için biyoreaktör #732de bildirilmistir. Bir büyüklük önerilen deneysel kurulumunda elde edilen değerler daha yüksek olmasıdır.
Hava taşıyan yanı sıra kullanılan tork metre en kritik bileşenidir. Statik ve dinamik tork, dönüş hızı ve döndürme açı ölçmek için tasarlanmış bir ticari olarak kullanılabilir tork metre bu çalışma için seçildi. Maksimum çalışma hacimleri 10 L ve karşılık gelen Çalkalayıcı ile faiz Biyoreaktörler göz önüne alındığında, 0,2 nominal bir tork N·m seçildi. Göreli standart sapma ile yüksek tekrarlanabilirlik < %5 çoğaltır ve güvenilir ölçümler için etkili tork düşük nominal tork sadece % 1 karşılık gelen 2 mN·m olarak elde edilebilir bulundu. Bu nedenle, mevcut çalışmada uygulanan sensör ölçüm aralığı önemli ölçüde yayınlanmış41karıştırma üzerinde Alman GVC-VDI çalışma grubu üyelerinin inter-laboratory bir çalışmaya dayanarak sonuca daha geniş oldu.
Yine de, karıştırıcı hız aralığı tork sensör çözünürlüğü, nominal tork ve girdap oluşumu açısından dikkatle seçilmelidir. İkinci kez unbaffled Biyoreaktörler yüksek hızlarda heyecanlı oluşur ve tork ölçer zarar verebilir. Minimum ve maksimum uygulanabilir karıştırıcı hızları faktörler bu çalışmada açıklanan yöntemin sınırlama. Ek olarak bizim önceki35, bu çalışmada da dahil biyoreaktör #3, iki aşamalı impellers 42 mm fan çapı göre heyecanlı üretici tarafından sağlanan cam biyoreaktör ailesindeki en küçük üyesi iş. Buna benzer güç karakteristik geometrik olarak benzer biyoreaktör #4 içinde sunulan deneysel Kur ile elde edildi. Tork M ile ölçekler önemli olduğu bu <img alt="Proportional to" src="/files/ftp_upload/56078/56078pro.jpg"> d5 verilen sıvı yoğunluğu, fan geometri (yani güç sayı) ve dönüş hızı (bkz: EQ 1 ve EQ 2) için. Sonuç olarak, bir yaklaşık % 40 daha düşük fan tork sonuç % 10 daha küçük fan çapı, örneğin. Yine de, 1 L 2 L ölçekli ölçeğinde daha yüksek dönme hızları kullanılabilir tork ölçer ile üretilen tork gidermek için işlemi sırasında gerekli idi. Biyoreaktör #3 yerleşik perdeler, nedeniyle hiçbir girdap oluşumu gözlenmiştir, ancak bu unbaffled gemiler ile ilgili bir sorun olabilir. İki ölçek arasında bulunan güç rakamlarla ofset sürekli ölçüm yanlışlıklar (ek geometrik farklılıklar) sınırlı sensör çözünürlüğün neden olduğu düşük neden olabilir ki vurgulanmalıdır. Daha fazla soruşturma önerilen kurulum hala mümkün olan en küçük ölçek üzerinde nihai sonuçlara ulaşmak için gereklidir.
Yine de, aynı iletişim kuralını güç giriş ölçüm sonuçları 1 L ve bizim laboratuvar 10 L arasında çalışma hacimleri ile farklı üreticilerin çeşitli cam kaplar için kullanıldı. Bu farklı biyoreaktör sistemleri karakterizasyonu için kullanılan yöntemi Aktarılabilirliği vurgular. Kontrol ünitesi yazılımı tarafından sağlanan otomasyon sistemi ve evrensel Matlab dile göre otomatik bilgi işlem içinde tarifi Yönetimi'ni kullanarak otomatik ölçümler deneysel çaba azaltılabilir.
Sükroz kullanarak, ucuz Newton model ortamı, geniş aralığı Reynolds sayıları içeren, unutulmamalıdır Ayrıca, (100 < Re < 6·104), karıştırıcı ve ölçek üzerinde bağlı olarak, kaplıydı. Ayrıca çok düşük fan hızlarını kullanıyor olsa bile türbülans aralığın alt sınırı genellikle hayvan hücre kültürleri ile su gibi kitle iletişim araçları için alakasız vurgulanmalıdır. Ancak, türbülans Sönüm ve hatta Newton davranışlar sonuç suyu viskozite önemli artışlar mantarlar - için tarif edilmistir ve hücre tabanlı kültürler bitki. Örneğin, belirgin viskozite ilâ 400-fold kültürleri bitki su için karşılaştırıldığında çok Reynolds sayıları daha düşük yol açan bildirilen42, olmuştur.
Son olarak, biyoreaktör #7 ilk vaka çalışması olarak kullanarak, bu önerilen deneysel Kur laboratuvar ölçekte güç girişi üzerinde tasarım değişiklikleri etkisini incelemek için kullanılabilir gösterilmiştir. Hızlı prototipleme teknikleri ile birlikte, bu gelecekte yapılacak çalışmalar bölümlerini oluşturacak fan tasarım çalışmaları için güçlü bir araç olabilir.

Gaz-sıvı dağılımı2 homojenizasyon1,2,3gibi birçok birimi operasyonlara ilgilidir çünkü güç girişi bir anahtar mühendislik karakterizasyonu ve ölçek-up Biyoreaktörler parametredir , 4 , 5, ısı transferi6 ve katı süspansiyon7. Güç girişi kesme stres, özellikle etkiler büyüme ve makaslama hassas hücre kültürleri8,9,10,11ürün oluşumu ile de ilişkilidir.
Karıştırılmış Biyoreaktörler güç girişi ölçümü temel alır için elektrik gücüyle en yaygın teknikleri12,13,14, Kalorimetre12,15 (yani sabit ısı çizmek dengesi veya ajitasyon aracılığıyla dinamik Isıtma) veya karıştırıcı üzerine tork. İkinci deneysel dinamometreler, tork metre veya Çalkalayıcı, tek veya çok aşamalı Rushton türbinleri1,16,17 de dahil olmak üzere çeşitli için uygulanan gerilim ölçü aygıtları tarafından belirlenebilir , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25, tiz bıçak çarklar19,20,23,26,27, InterMig19,21 ve Scaba çarklar28 , 29. ayrıntılı bir inceleme Ascanio vd (2004)30tarafından sağlanır.
Tork (T), güç girişi (P) EQ karıştırıcı dönüş hızı N olan 1'den, tahmin edilebilir.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq1.jpg">(1)
Ajitasyon (içinde yatakları, mühürler ve motor kendisi) içinde meydana gelen kayıplar için hesap için etkili tork (Teff) boş beden (TD) ve (TL sıvı ölçülen değeri arasındaki fark olarak tespit edilmelidir ). Son olarak, farklı kışkırtıcıları karşılaştırmak için EQ burada ρL sıvı yoğunluğu gösterir ve fan çapı d gösterir 2 tarafından tanımlanır, boyutsuz güç numarası (P0, Newton numarası olarak da bilinir), kullanılabilir.
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq2.jpg">(2)
Güç numarası Reynolds sayısı (yani türbülans) bir işlevidir ve tam olarak çalkantılı koşullar altında sabit olur iyi bilinmektedir. Fan Reynolds sayısı EQ sıvı viskozitesi ηL nerede 3 tarafından tanımlanır.
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq3.jpg">(3)
Yine de, küçük ölçekli Biyoreaktörler güç giriş ölçümlerde hala nispeten yüksek sürtünme kayıpları fan boşluğunun mekanik yatakları ve en ticari olarak kullanılabilir tork metre sınırlı doğruluğu içinde nedeniyle zor olan. Sonuç olarak, yalnızca birkaç raporları gücü hakkında17,18,22,24,31,32benchtop ölçekli Biyoreaktörler olmuştur ölçümlerde Yayınlandı girdi. Preassembled, belgili tanımlık imalatçı tarafından sterilize edilmiş ve kullanıma hazır33,34teslim tek kullanımlık Biyoreaktörler güç girişi hakkında veri eksikliği vardır. Yeniden kullanılabilir karşılıkları aksine çoğu tek kullanımlık Biyoreaktörler karşılaştırmaları zor yapmak özel olarak tasarlanmış fanlar tarafından heyecanlı.
Bu açığı kapatmak için güç giriş ölçümleri ile özel laboratuvar ölçekli karıştırıcı odaklanmak için güvenilir bir yöntem son zamanlarda35geliştirilmiştir. Sürtünme kayıpları tarafından neden olduğu, boş kaplar içinde ölçülen tork değerleri etkili bir hava taşıyan kullanımı azaltıldı. Sonuç olarak, geniş bir çalışma koşullarda düşük orta türbülans için (100 < Re < 2·104) soruşturma olması ve çeşitli çoklu kullanım ve tek kullanımlık Biyoreaktörler güç girişi sağlanmıştır.
Bu da çalışmanın ayrıntılı ölçüm iletişim kuralı daha önce gelişmiş yöntem sağlar ve ayarlamak, davranış ve güç tork tabanlı giriş ölçüm laboratuvar ölçekli Biyoreaktörler içinde değerlendirmek nasıl açıklar. Özel ticari olarak mevcut tek ve çoklu kullanabilirsiniz sistemleri üzerinde odaklanmıştır. Bir otomatik ölçüm yordam deneysel çaba azaltmak için kullanılır.

<table><tbody><tr><td>T20WN tork ölçer</td><td>HBM Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH</td><td></td><td>Nominal tork 0,2 Nm</td></tr><tr><td>Spider-8</td><td>HBM Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH</td><td></td><td>HBM Spider8 artık satışta değildir. QuantumX DAQ sistemi (özellikle QuantumX modülleri MX840A ve MX440A) önerilir.</td></tr><tr><td>Catman kolay yazılım</td><td>HBM Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH</td><td></td><td>Sürüm 4.2.2</td></tr><tr><td>Hava yatağı</td><td>IBS hassas mühendislik</td><td></td><td>13 mm hava burcu</td></tr><tr><td>Paslanmaz çelik çark mili</td><td>Bioengineering AG</td><td></td><td>Mil toleransı -0,0076 mm</td></tr><tr><td>Fırçasız motor AKM2</td><td>Kollmorgen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Metal körüklü kaplin</td><td>Uiker AG</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thermo Fisher Scientific'in</td><td></td> bir parçası olan <td>Finesse RDPDmini kontrol ünitesi</td> Artık <td>desteklenmiyor (yedek ürün G3Lab üniversal kontrolör kullanılabilir)</td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Migros Schweiz AG</td><td></td><td>Gıda sınıfı</td></tr><tr><td>Matlab yazılımı</td><td>Mathworks</td><td></td><td>Sürüm R2017a</td></tr><tr><td>Finesse & mu; TruBio PC yazılımı</td><td>Finesse, Thermo Fisher Scientific</td><td></td><td>Sürüm 3.1'in bir parçası (artık desteklenmiyor)</td></tr><tr><td>SmartGlass 1L</td><td>Finesse, Thermo Fisher Scientific'in</td><td></td> bir parçası, Tablo <td>2'de Biyoreaktör 1L olarak anılır</td></tr><tr><td>SmartGlass 3L</td><td>Finesse, Thermo Fisher Scientific'in</td><td></td> bir parçası Tablo <td>2'de Biyoreaktör 3L olarak anılır</td></tr><tr><td>SmartVessel 3L</td><td>Finesse, Thermo Fisher Scientific'in</td><td></td> bir parçasıdır<td>Tablo 2'de Tek Kullanımlık 3L Biyoreaktör olarak anılacaktır</td></tr><tr>Tablo <td>2'de Hücreye Hazır Tek Kullanımlık 3L Biyoreaktör olarak adlandırılan</td> <td>Mobius CellReady 3L</td><td>Merck Millipore</td><td></td></tr><tr><td>Tablo 2'de Tek Kullanımlık 2L Biyoreaktör olarak adlandırılan</td> <td>UniVessel SU 2L</td><td>Sartorius Stedim Biotech</td><td></td></tr></tbody></table>

laboratuvar ölçekte karıştırılmış biyoreaktörler güç giriş ölçümlerde

Power Input Measurements in Stirred Bioreactors at Laboratory Scale

Karıştırılmış Biyoreaktörler güç girişi önemli bir ölçek-up parametresidir ve çark şaft üzerinde döndürme sırasında davranır tork ile ölçülebilir. Ancak, güç girişi küçük ölçekli damarlarının deneysel belirlenmesi hala genellikle kullanılan burçlar, yatakları ve/veya şaft cıvataları ve ticari olarak kullanılabilir tork metre doğruluğunu içinde nispeten yüksek sürtünme kayıpları nedeniyle zordur. Böylece, yalnızca sınırlı veri için küçük ölçekli biyoreaktörler, özellikle tek kullanımlık sistemleri, farklı tek kullanımlık sistemleri ve geleneksel karşılıkları arasındaki karşılaştırmaları zorlaştırır literatürde mevcuttur.
Bu el yazması, boyutsuz Reynolds sayısı (Re) tarafından açıklanan türbülans koşullar geniş bir dizi üzerinden güç girişi benchtop ölçekli Biyoreaktörler ölçmek bir protokol sağlar. Söz konusu sürtünme kayıpları etkili bir hava taşıyan kullanılarak azaltılır. Kurmak, davranış ve tork tabanlı güç değerlendirmek hakkında yordam giriş ölçümü, hücre kültürü tipik ajitasyon koşullar düşük orta türbülans için özel odaklı (100 < Re < 2·104), ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Çeşitli çoklu kullanım ve tek kullanımlık Biyoreaktörler güç girişi olması P aralığı0 ≈ 0,3 ve P0 ≈ 4.5 maksimum Reynolds numaraları için belirlenen (Newton sayı, P0olarak da bilinir) boyutsuz güç numarası tarafından sağlanan farklı Biyoreaktörler.

Karıştırılmış Biyoreaktörler güç girişi Pervane mili üzerine döndürme sırasında davranır tork ile ölçülebilir. Bu el yazması bir hava taşıyan etkili mekanik mühürler gözlenen sürtünme kayıpları azaltmak ve küçük ölçekli damarlarının güç giriş ölçümlerin doğruluğu artırmak için nasıl kullanılabileceği açıklanmaktadır.

Laboratuvar ölçekte karıştırılmış Biyoreaktörler güç giriş ölçümlerde

The power input in stirred bioreactors is an important scaling-up parameter and can be measured through the torque that acts on the impeller shaft during ...

Bu protokolün genel amacı, tork ölçümlerine dayanarak karıştırmalı laboratuvar biyoreaktörlerindeki güç girişini belirlemektir. Bu tekniğin temel avantajı, tezgah üstü ölçekli araştırmalar için ticari olarak mevcut sensörlerin kullanılabilmesi ve bunun kullanıcıya ölçek büyütme çalışmaları için ölçümler yapma imkanı tanımasıdır. Tork dönüştürücünün doğru kurulumu güvenilir ölçümler için önemli olduğundan, bu tekniğin görsel olarak gösterilmesi kritik öneme sahiptir.Biyoreaktör bileşenlerini ve kontrol düzeneklerini bir laboratuvar tezgahı üzerine kurun. Bu deney için iki litrelik bir karıştırma tankı ve kap tutucu bulunmaktadır. Ayrıca karıştırıcı motor için özel olarak tasarlanmış bir tutucu mevcuttur.Motor için bir yuvaya ek olarak, bir torkmetre için de bir yuva bulunmaktadır. Özel tasarım, basınçlı hava girişi olan bir hava yatağı içerir. Veri toplama ve kontrol için bir bilgisayar ve biyoreaktör kontrol ünitesi kullanın.Ayrıca, saf su veya sükroz çözeltisi gibi yoğunluğu ve viskozitesi tanımlanmış bir sıvı sağlayın. İlk adım, karıştırıcı motorun ve tork dönüştürücünün monte edilmesidir. Öncelikle, fırçasız servo karıştırıcı motoru tutucunun üst kısmına yerleştirin.Motoru vidalarla yerine sabitleyin, ardından tork dönüştürücüyü uygun şekilde yönlendirerek konumuna yerleştirin. Dört vida kullanarak tutucuya sabitleyin. Motor milini tork dönüştürücünün tahrik miline bağlamak için metal körüklü kaplini takın.Bu işlem tamamlandıktan sonra karıştırıcı şaftı alın. Devam etmeden önce pervaneleri karıştırıcı şafta monte edin. Ardından, karıştırıcı şaftı hava burcuna yerleştirin.Karıştırıcı şaftını tork dönüştürücünün ölçüm şaftına bağlamak için ikinci metal körük kaplinini sabitleyin. Montajı yapılmış tork dönüştürücüsünü ve motor sürücüsünü içeren tutucuyu biyoreaktör kafa plakasına yerleştirin. Uygun sensör ve test koşulları seçildikten sonraki en kritik adım, tork dönüştürücüsünün ve hava yatağı ile sabitlenen pervane şaftının doğru şekilde kurulmasıdır.Şimdi biyoreaktöre bir sıcaklık sensörü yerleştirin. Sensörü A/D dönüştürücüye bağlayın. Ardından, motor sürücüsünü kontrol ünitesine bağlayın.Basınçlı hava için hortumları bağlayarak hava yatağını hazırlayın. Yatağa uygun hava basıncını uygulayın. Tamamlanmış kurulum bu şemada gösterilmiştir.Bilgisayar yazılımı, motor hızını ayarlamak ve sıcaklığı izlemek için kontrol ünitesini kullanır. Bilgisayar, tork dönüştürücüsünden gelen verileri bir analog-dijital dönüştürücü aracılığıyla toplar. Bilgisayardaki kontrol yazılımını açın.Açılış ekranı Ayarlar sekme sayfasıdır. COM portu açılır menüsüne gidin ve doğru portu seçmek için bu menüyü kullanın. Kontrol ünitesiyle iletişimi başlatmak için Bağlan düğmesine tıklayın.Aynı sekme sayfasında, Veri Dosyası Konumu (Data File Location) metin alanının yanındaki klasör simgesine gidin. Üzerine tıkladığınızda, son bir diyalog kutusu otomatik olarak açılacaktır. İstediğiniz klasöre göz atın ve veri günlükleme dosyası için bir dosya adı girin.Tamam düğmesine tıklayarak onaylayın. Dosya yolu ve adı, Veri Dosyası Konumu metin alanında görüntülenecektir. Şimdi Tarifler sekmesine gidin ve bu sayfayı ön plana getirin.PhaseDuration ve Agitator olarak etiketlenmiş alanları bulun. Tarif faz süresi için istenen değerleri dakika cinsinden ve ilgili pervaneler hızlarını metin alanlarına yazın. Tarifi kaydetmek için Kaydet'e tıklayın.Dosya iletişim kutusunda, istenen dosya yolunu seçin. İstenen dosya adını yazın. Tamam'a tıklayın; dosya iletişim kutusu otomatik olarak kapanacaktır.Yapılandırmak için veri toplama yazılımını açın. Bir kanalın yanındaki yeşil gösterge, kanalın başlatıldığını ve aktif olduğunu belirtir. Canlı Güncelleme (Live Update) düğmesine tıklayın.Kanalardan biri, uygun şekilde sıfırlanmış olması gereken tork sinyalini görüntüler. Veri Toplama İşlemi sayfası sekmesini seçerek Veri Toplama sekme sayfasına geçin. Orada, Örnekleme Hızı Grupları altında, iki hertzlik bir veri toplama hızı seçin.Veri Kaydının Başlatılması (Start of Data Recording) kısmında, İş Başlangıcında Hemen (Immediately at Job Start) seçeneğini belirleyin. Ardından, Veri Kaydının Durdurulması (Stop of Data Recording) kısmına gidin ve Süre (Duration) seçeneğini belirleyin. Ölçüm süresinden biraz daha uzun bir süre tanımlayın.Şimdi Veri Depolama (Data Storage) sekme sayfasına gidin. Dosya Formatı (File Format) açılır menüsüne gidin ve ASCII Channel Info seçeneğini belirleyin. İlgili metin alanında ölçüm verileri için bir dosya yolu ayarlayın.Deneyi gerçekleştirmek için biyoreaktöre geri dönün. Kaba su veya sukroz çözeltisi eklemek için bir huni kullanın. Deney başlatılmaya hazırdır.Veri toplama yazılımında, Veri Toplama İşlemi sayfasına gidin. Orada Başlat'a tıklayın, ardından karıştırıcıyı başlatmak için kontrol ünitesi yazılımına geçin. Bir reçete kullanmak için Reçete sekmesine gidin.Burada, deney için önceden tanımlanmış bir reçete seçin. Aynı sayfada, Başlat düğmesine tıklayın. İşlem otomatik olarak başlayacak ve karıştırıcı hızı, reçetede tanımlanan ayarlara göre ayarlanacaktır.Deney tamamlandığında, veri toplama yazılımında bir pencere açılacaktır. Save Data Now düğmesine tıklayarak verileri kaydedin. Kontrol ünitesi yazılımında, işlemin tamamlandığını belirten bir mesaj kutusu görünecektir.Tamam'a tıklayın, Tarif sekme sayfasına gidin ve tarifi tamamlamak için Durdur düğmesine tıklayın. Ham veri işleme için, bu makalenin Ekler bölümünde sunulan bir Matlab betiği kullanılabilir. Matlab yazılımını açtıktan sonra, deneysel verilerin kaydedildiği çalışma dizinine gidin.Komut penceresine Torque Results komutunu yazın ve Enter tuşuna basın. Bu işlem, kullanıcıyı veri işleme boyunca yönlendiren Matlab betiğini başlatır. Tork sensörü verileri için veri kayıt dosyasını seçin ve Aç'a tıklayın.İstendiğinde, işlem parametrelerini ilgili metin alanlarına yazın. Sonuçlar grafik olarak gösterilir ve işlenen veriler çalışma dizini içindeki yeni bir metin dosyasına otomatik olarak kaydedilir. Bu veriler, tork sinyalinin dönüş hızındaki her basamaklı artışla nasıl arttığını göstermektedir.Geçici bir zirveden sonra, ölçümlerlerin yarı kararlı hale gelmesi için yaklaşık bir dakika geçer. Bu durum, dönme hızına ve pervaneye bağlıdır. Kesikli çizgiler, zaman ortalamalı değerler etrafındaki %5'lik güven aralığını göstermektedir.Bu grafik, farklı sakkaroz konsantrasyonları için Reynolds sayısının bir fonksiyonu olarak öngörülen ve ölçülen güç girişini karşılaştırmaktadır. Düz çizgiler, gücün Reynolds sayısının küpüyle orantılı olduğunu varsayan bir modeli temsil etmektedir. Daireler ise verileri temsil etmektedir.Biyoreaktör, tekli Rushton türbinli karıştırıcı konfigürasyonuna sahip, iki litrelik çalışma hacimli cam bir kaptı. Bu grafikteki üçgenler, iki litrelik çalışma hacimli cam biyoreaktörden elde edilen verilerdir. Daireler ise 10 litrelik çalışma hacimli paslanmaz çelik biyoreaktörden elde edilen verilerdir.Her ikisi de tek bir Rushton türbinine sahiptir. Tam türbülanslı koşullar için güç sayıları her iki ölçekte de birbirine eşittir. Modifiye edilmiş Rushton türbinleri ve segment kanatlı karıştırıcılar içeren bir ve iki litrelik çalışma hacmine sahip biyoreaktörlerden elde edilen verilerin karşılaştırılması, her ikisinin de artan Reynolds sayıları ile güç sayılarında benzer azalmalar gösterdiğini ortaya koymaktadır.İkisi arasındaki sapma, kap veya karıştırıcı geometrilerinden kaynaklanıyor olabilir. Bu videoyu izledikten sonra, masaüstü ölçekli biyoreaktörlerde güç girişini belirlemek için tork ölçümlerinin nasıl kurulacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu prosedür takip edilerek, hem tek kullanımlık hem de geleneksel sistemlerde ölçümler gerçekleştirilebilir.Otomatik ölçümler kullanılarak deneysel çaba önemli ölçüde azaltılabilir ve çok sayıda veri noktası hızlı, güvenilir ve tekrarlanabilir bir şekilde elde edilebilir.

power-input-measurements-in-stirred-bioreactors-at-laboratory-scale

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Fermantörler biyomühendislik hücrelerinin kültür verim ve verimliliği artırmak için kullanılır. Çalkalama şişelerinde birden fazla mikrobiyal ya da hayvan hücre kültürü aday tarama sonra, bir sonraki mantıksal aşama fermantöre Seçilen kültürün biyokütle artırmaktır. Bu video, tipik bir tezgah üstü biyoreaktör sisteminin kurulumunu ve çalışmasını gösterir.

Bir Benchtop Biyoreaktör Operasyonu

Pnömatik bir biyoreaktör kullanarak, memeli hücrelerinin büyümesi için bu tek kullanımlık biyoreaktör sisteminin montajını, çalışmasını ve performansını gösteriyoruz.

Tek kullanımlık Pnömatik Biyoreaktör Sistemi kullanılarak memeli hücrelerinde yetiştirme

Mikroalg yetiştiriciliğinin endüstriyel baca gazı ile entegrasyonu, sonuçta ağır metalleri ve diğer inorganik bileşikleri büyüme ortamına sokacaktır. Bu çalışma, ağır metallerin ve inorganik kirleticilerin fotobiyoreaktörlerde yetiştirilen Nannochloropsis salina'nın büyümesi üzerindeki nihai kaderini ve etkisini belirlemek için kullanılan bir prosedür sunmaktadır.

Ağır Metal ve Mikroalglerden Verimlilik Diğer İnorganik Bulaşanlar Kantitasyonu

Yüksek yoğunluklu biyoreaktör (HDBR) olarak adlandırılan yeni bir reaktör tasarımı, yüksek yoğunluklu mikrobiyal toplulukların yetiştirilmesi ve incelenmesi için sunulmuştur. Burada, HDBR, karışık bir yüksek yoğunluklu alg topluluğu tarafından nitrojen metabolizmasının incelenmesi için bir fotobiyoreaktör (PBR) konfigürasyonunda başarıyla uygulanmaktadır.

Çeşitli mikrobiyal Toplulukları Yüksek Yoğunluklu Yetiştirme için Yeni Bir Biyoreaktör

Bu makale, ilgili kinetik büyüme parametrelerini tahmin etmek için diğer yöntemlerle birlikte kullanılabilen bir tez ölçekli fotosentetik biyoreaktörün montaj işlemi ve çalışmasını açıklamaktadır. Bu sistem, sensörleri, veri toplama ve kontrol birimi ve açık kaynaklı veri toplama yazılımı kullanarak pH, ışık ve sıcaklığı sürekli olarak izler.

Kinetik Büyüme Testleri için Sıcaklık, Işık ve pH İzleme ile Bir Bench Ölçekli Algal Fotosentetik Biyoreaktörün Kurulması ve Kurulması

Detaylı bir protokol 48 paralel hücre kültürlerinde bir microbioreactor sisteminde çeşitli koşullar altında eşzamanlı işlem için sunulmaktadır. Hücre kültür süreci, hasat ve sonraki antikor titresi analiz anlatılmıştır.

Yüksek üretilen iş kullanımı otomatik Microbioreactor sistemi modeli Igg1 CHO hücrelerdeki imalatı için

Bench-scale, axenic ekimi sonraki proses ölçeklendirme önce mikroalgal karakterizasyonu ve verimlilik optimizasyonu kolaylaştırır. Fotobiyoreaktörler güvenilir ve tekrarlanabilir mikroalgal deneyler için gerekli kontrolü sağlamak ve güvenli bir şekilde aşındırıcı gazlar ile mikroalg yetiştirmek için adapte edilebilir (CO2, SO2, NO2) belediye veya endüstriyel yanma emisyonları.

Korozif Baca Gazlı Tezgah Ölçekli Fotobiyoreaktörde Mikroalg Ekimi ve Biyokütle Kantifikasyonu

Burada, otomatik bir mikro-biyoreaktörde deney tasarımı ve ardından hücre hasadı ve protein nicelemi nin bir Protein A sütunu kullanılarak çalıştırılaması için ayrıntılı bir prosedür saklıyız.

Çin Hamster Yumurtalık Hücre Yetiştiriciliğinde Yüksek İş-İş BulaMetli Otomatik Mikro-Biyoreaktörler Kullanılarak Proses Optimizasyonu

Bu yayın, özelleştirilebilir ışık rejimlerine sahip laboratuvar fotobiyoreaktörlerinin (PBR'ler) tasarımını açıklamaktadır. Karbon kaynağı olarak bikarbonat kullanan siyanobakterilerin veya mikroalglerin büyümesi, hacimsel oksijen üretimi ölçülerek sürekli olarak izlenir. Bu PBR'ler, deneyler sırasında çok az kullanıcı müdahalesi ile hızlı, çoğaltılmış laboratuvar büyüme karşılaştırmalarını kolaylaştırır.

Laboratuvar Fotobiyoreaktörlerinin Online Büyüme Ölçümleri ve Özelleştirilebilir Işık Rejimleri ile Çalıştırılması

Bu makalenin odak noktası, bir ortamdan elde edilen titiz anaerobik mikroorganizmalar için ortam yapmak için en iyi uygulamaları detaylandırmaktır. Bu yöntemler anaerobik kültürlerin yönetilmesine yardımcı olur ve "mikrobiyal karanlık madde" olarak adlandırılan, kültürlenmemiş mikroorganizmaların büyümesini desteklemek için uygulanabilir.

Çevresel Olarak Edinilmiş Anaerobik Mikroorganizmaların Kültürlenmesi için Bir Dizi Yerinde Bilgilendirilmiş Simüle Edilmiş Ortam Formatı

Öğrenin karıştırılmış biyoreaktörlerde güç girişini tork ölçümleriyle belirleme yöntemini. Hava yatağı kullanımı sürtünme kayıplarını azaltarak ölçüm doğruluğunu artırır ve ölçeklendirme çalışmaları için güvenilir veri sağlar.

Laboratuvar ölçekte karıştırılmış Biyoreaktörler güç giriş ölçümlerde

Daha fazla video keşfet