Name: power input measurements in stirred bioreactors at laboratory scale
Uploaded: 2018-05-16T12:30:00
Duration: 10 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Power Input Measurements in Stirred Bioreactors at Laboratory Scale at JoVE.com

الكتاب يود أن يشكر ديتر Häussler، وفاز جاوتشي لمساعدتهم خلال المجموعة التجريبية أعلى. ونحن ممتنون أيضا لكارولين هايد لإثبات اللغة الإنجليزية قراءة.

1-إعداد حلول السكروز
ملاحظة: تستخدم حلول السكروز كنموذج رخيصة، ونيوتن وسائل الإعلام مع اللزوجة مرتفعة وكثافة لظروف الاضطرابات انخفاض (انظر الجدول 1).
<ol><li>ملء زجاجة زجاج دوران المياه والسكروز من تركيزات مختلفة (20-60 %w/w).</li>
	<li>مزيج من المحتوى مع محرض مغناطيسي حتى السكروز قد حلت تماما.<ol>
<li>لتركيزات السكروز يتجاوز 40% w/w، إضافة السكروز بشكل متقطع وتسخين الزجاجة الزجاج قليلاً (~ 50 درجة مئوية). السماح لتبرد حل السكروز وصولاً إلى درجة حرارة الغرفة قبل الاستعمال.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2-إعداد وصفه قياس وتسجيل البيانات

<ol><li>بعد بدء تشغيل البرنامج، يبدأ الاتصال مع وحدة التحكم بتحديد منفذ COM التسلسلية الصحيح من القائمة المنسدلة والنقر فوق زر الاتصال . ملاحظة: زر الاتصال سيتم تغيير اللون إلى اللون الأخضر وسيضيء LED أسفل القائمة المنسدلة، بمجرد بدء الاتصال بوحدة التحكم.</li>
	<li>إنشاء مسار ملف البيانات داخل البرنامج وحدة التحكم مفاعل حيوي لتخزين البيانات على جهاز الكمبيوتر المشغل.<ol>
<li>فتح علامة التبويب إعدادات الصفحة وضرب رمز مجلد بجوار الحقل نص ملف بيانات الموقع .</li>
		<li>في إطار الحوار ملف، استعرض للوصول إلى المجلد الرغبة، واكتب اسم ملف إلى حقل نص اسم الملف وانقر فوق الزر موافق . ملاحظة: يتم عرض اسم ومسار ملف سجل البيانات في مربع النص ويتم تمكين الزر ابدأ دق ، حالما يتم تعريف مسار ملف صحيح.</li>
	</ol>
</li>
	<li>إعداد روتينية داخل وصفه مدير البرنامج وحدة التحكم مفاعل حيوي من أجل أتمتة إجراءات القياس.<ol>
<li>افتح صفحة علامة التبويب الوصفة واكتب قيم الإدخال المطلوب للوقت المنقضي المرحلة وصفه (دقيقة) وسرعة المكره المقابلة (لفة في الدقيقة) إلى مربعات نص الحقل. يتم عرض ملف التعريف تلقائياً في المخطط. ملاحظة: على سبيل المثال، يتم زيادة سرعة المحرض stepwise بدوره في الدقيقة 20 من 100 دورة في الدقيقة إلى 300 دورة في الدقيقة، وهو الحفاظ على كل قيمة لإشارة دقيقة 4 ضمانا عزم ثابت (انظر المناقشة الواردة أدناه). ويمكن تعديلها بسرعة الحد الأدنى والحد الأقصى، فضلا عن مبلغ الزيادة محرضين مختلفة وسفن. ملاحظة: حدد نطاق السرعة بعناية فيما يتعلق بقرار مجس عزم الدوران وعزم الدوران الاسمية وتشكيل دوامة. هذه الأخيرة غالباً ما يحدث في المفاعلات الحيوية أونبافليد المهتاجين سرعات أعلى ويمكن أن تسبب ضررا لمقياس عزم الدوران.</li>
		<li>انقر فوق الزر حفظ واستعرض للوصول إلى مسار الملف المطلوب واكتب اسماً في حقل النص. ضرب الزر موافق لحفظ الملف.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3-تركيب أجهزة الاستشعار عزم الدوران
ملاحظة: يرد في العريضة، في الشكل 1، الإعداد التجريبية.
<ol><li>تثبيت محول عزم الدوران في حامل مصممة خصيصا الذي يشتمل على الهواء آخذة (انظر الشكل 1) باستخدام مسامير لإصلاح أجهزة الاستشعار في مكانها. وقد حمل الهواء المستخدمة في هذه الدراسة الكربون مسامية جلبه المواد مع قطر داخلي 13 مم.<ol>
<li>تحميل المحرك المحرض مضاعفات لايحتاج إلى الجزء العلوي من الحامل. إصلاح محول عزم الدوران لحامل عمودي تصاعد استخدام أربعة مسامير.</li>
		<li>قم بتوصيل رمح موتور محرك رمح من محول عزم الدوران باستخدام معدن خوار اقتران التي يمكن أن تعوض اختلالات المحورية الصغيرة الآبار وتشديد اقتران باستخدام مسامير. قم بتوصيل رمح المحرض رمح القياس من محول عزم الدوران باستخدام اقتران خوار معدنية أخرى. ملاحظة: في هذه الدراسة، مصممة خصيصا مهاوي المكره التي يبلغ قطرها 13 مم (التسامح:-0.0076 مم) ومع أطوال من بين 270 و 520 ملم واستخدمت سفن مختلفة بالتحقيق.</li>
	</ol>
</li>
	<li>جبل صاحب جهاز استشعار على لوح رئيس مفاعل حيوي وتثبيت الضواغط على رمح المحرض بتطهير بعيداً عن القاع المرجوة. جبل يحير ومنشآت إضافية (مثل أنابيب أخذ العينات، والحصاد، وأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، إلخ) داخل مفاعل حيوي إذا لزم الأمر.</li>
	<li>تثبيت مفاعل حيوي المطلوب في صاحب السفينة إذا لزم الأمر (المفاعلات الحيوية #1، #3 إلى 10 #) أو وضع لوحة الرأس على خزان مفاعل حيوي (مفاعل حيوي #2) وتشديد لوحة الرأس مع مسامير.<ol>
<li>لإجراء تحقيقات من المفاعلات الحيوية الزجاج، مكان السفينة الزجاج مفاعل حيوي في الحامل.</li>
		<li>لإجراء تحقيقات من المفاعلات الحيوية تستخدم مرة واحدة، تفكيك أعلى الأنابيب المحملة الموانئ والإسكان رمح المكره من لوحات الرأس البلاستيكية باستخدام أدوات القطع المناسبة. مكان السفينة البلاستيك في الحامل.</li>
	</ol>
</li>
	<li>ضع جهاز استشعار درجة حرارة داخل مفاعل حيوي وتوصيله إلى وحدة التحكم. توصيل أنابيب الهواء المضغوط لمنفذ مدخل الغاز حمل الهواء والضغط من شريط حوالي 5.5 يقدمها ضاغط. قم بتوصيل محول عزم الدوران تحويل A/D والطاقة على جهاز الإرسال.</li>
</ol>4-التكوينات في البرنامج الحصول على البيانات
<ol><li>افتح البرنامج من أجل الحصول على البيانات من عزم الدوران استشعار الإشارات وتكوين تفضيلات القياس.<ol>
<li>تأكد من أن القنوات الأولى والثانية في إطار القنوات دق تمت تهيئته ونشطة. في هذه الدراسة، تم تعيين إشارة العزم على قناة 0 وتم تعيين إشارة سرعة الدوران على القناة 1.<ol>
<li>انقر فوق الزر تحديث حية لعرض قيم القياس الحالية.</li>
		</ol>
</li>
		<li>تعيين إشارة القناة عزم الدوران إلى الصفر إذا كانت إشارة العزم المطلق دون دوران أكبر من 0.1 mN·m باستخدام زر الماوس الأيمن انقر فوق العنصر القناة في قائمة القنوات وتحديد خيار الصفر التوازن .</li>
		<li>انتقل إلى صفحة علامة التبويب دق الوظيفة وتحديد معدل اقتناء بيانات 2 هرتز من القائمة المنسدلة. استخدم خيارات البدء فورا في العمل و مدة من القوائم المنسدلة لتعيين بدء تشغيل و إيقاف للحصول على البيانات، على التوالي.</li>
		<li>تحديد فترة زمنية العينة مدة أطول من الوقت اللازم للانتهاء من القياس (على سبيل المثال، استخدام ح 1 0 م 30 ثانية عن وصفه ساعة واحدة محددة في الخطوة الثانية).</li>
		<li>انتقل إلى صفحة إعدادات تخزين البيانات ، وحدد الخيار ASCII + قناة معلومات من القائمة المنسدلة تعيين تنسيق ملف للبيانات لحفظ الملف. تعيين مسار ملف على جهاز الكمبيوتر محرك الأقراص الثابتة لقياس ملف الإخراج.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5-إجراء قياس عزم الدوران
<ol><li>بدء الحصول على البيانات للإشارة عزم الدوران في برنامج اقتناء البيانات والتحكم لمتر عزم الدوران عن طريق النقر فوق الزر ابدأ على صفحة قائمة الوظيفة دق .</li>
	<li>بدء الحصول على البيانات لسرعة المحرض ودرجة الحرارة في مفاعل حيوي البرنامج وحدة التحكم عن طريق النقر فوق الزر ابدأ دق في صفحة علامة التبويب إعدادات .</li>
	<li>بدء تشغيل مراقبة المحرض في البرنامج وحدة التحكم مع نقطة مجموعة يدوي أو مخطط الوصفة المحددة مسبقاً.<ol>
<li>إذا كان يجري قياس واحد، استخدم دخول مربع عنصر التحكم في صفحة علامة التبويب الرئيسية لبرامج مراقبة مفاعل حيوي. اكتب النقطة المحددة المطلوب في مربع النص وانقر فوق العنصر 'المحرض السيطرة على'.</li>
		<li>إذا أجريت قياسات متعددة مع وصفه، انتقل إلى صفحة علامة التبويب المراحل وانقر فوق الزر ابدأ . البرنامج تلقائياً ملاحظة: التي سيتم تعطيل كافة مربعات الإدخال اليدوي لمدة الوصفة ويفتح نافذة تلقائياً للتأكد من انتهاء العملية.</li>
	</ol>
</li>
	<li>في البرنامج الحصول على البيانات، يفتح نافذة تلقائياً بعد فترة القياس المحددة مسبقاً. حفظ البيانات لكل قياس على مشغل جهاز الكمبيوتر، ويفضل أن يكون على القرص الصلب، بواسطة النقر فوق الزر حفظ البيانات الآن .</li>
	<li>كرر القياس لكل سرعة المحرض المرجوة دون ومع سائل داخل السفينة مفاعل حيوي.<ol>
<li>صب الماء (أو محلول السكروز) من خلال قمع في مفاعل حيوي. ملاحظة: تأكد من أن السائل تماما ويغطي الضواغط منذ الضواغط المكشوفة (جزئيا) يمكن أن ينتج القوات المحوري غير المرغوب فيها التي يمكن أن تضر باستشعار العزم.</li>
	</ol>
</li>
</ol>6-بيانات التقييم
ملاحظة: القيم التي تم الحصول عليها من عزم الدوران في السفينة الفارغة (عزم الدوران الميت) تتوافق مع خسائر الاحتكاك المتبقية من حمل ويجب أن يكون مطروحاً من القيم التي تحدد في السائل بغية الحصول على قيم عزم الدوران الفعال (انظر 1 مكافئ.).
<ol><li>متوسط قيم عزم الدوران لكل سرعة المحرض تقاس بعد إشارة شبه مستقرة وقد تم تحقيق (انظر المناقشة الواردة أدناه). ومن الناحية المثالية، حساب قيمة متوسط على مدى فترة 2 دقيقة على الأقل لكل حالة، والمطابق لنقاط البيانات 240 2 هرتز بمعدل قياس.</li>
	<li>استخدام رمز Matlab لتجهيز البيانات بتشغيل التعليمات البرمجية من سطر الأوامر البرمجيات. ملاحظة: يتم توفير التعليمات البرمجية للتحميل في قسم ملحق لهذه المخطوطة. هذا البرنامج النصي استيراد ملف البيانات الخام من تسجيل البيانات ويحسب متوسط سرعة دوران المرحلة، عدد رينولدز (من 3 مكافئ. استناداً إلى مدخلات المستخدم) وعزم الدوران القيم لكل مرحلة من المراحل، ويتصور النتائج ويخزن النتائج في نص ثان ملف، ثم يمكن استخدامها لزيادة معالجة البيانات.</li>
	<li>طرح قيم عزم الدوران التي تم الحصول عليها في سفينة فارغة من تلك المقاسة في السائل الحصول على قيم عزم الدوران الفعال.</li>
	<li>حساب مدخلات الطاقة والطاقة بدون أبعاد عدد من قيم عزم دوران متوسط الوقت وفقا لمكافئ. 1 و 2 مكافئ..</li>
</ol>

<ol>
	<li>Shiue, S. J., Wong, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+on+homogenization+efficiency+of+various+agitators+in+liquid+blending.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> R&#252;hrtechnik -- Theorie und Praxis. , (1999).</li><li>Ghotli, A. R., Raman, A. A. A., Ibrahim, S., Baroutian, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liquid-liquid+mixing+in+stirred+vessels:+a+review.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas-liquid+mass+transfer+in+dual+impeller+bioreactor.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas-liquid+mixing+studies+with+multiple+up-+and+down-pumping+hydrofoil+impellers:+power+characteristics+and+mixing+time.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+transfer+in+agitated+vessels.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigations+of+stirred+solid/liquid+systems+in+three+different+scales:+particle+distribution+and+power+consumption.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+effects+on+cells+in+agitated+tissue+culture+reactors.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+sensitivity+of+insect+cells.">Shear sensitivity of insect cells.</a> Cytotechnology. 20, 163-171 (1996).</li><li>Ma, N., Mollet, M., Chalmers, J. J., Ozturk, S. S., Hu, W. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aeration,+mixing+and+hydrodynamics+in+bioreactors.">Aeration, mixing and hydrodynamics in bioreactors.</a> Cell Culture Technology for Pharmaceutical and Cell-Based Therapies. , 225-248 (2006).</li><li>Chisti, Y., Flickinger, M. C., Drew, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+Sensitivity.">Shear Sensitivity.</a> Encyclopedia of Bioprocess Technology. , 1719-1762 (2002).</li><li>Oosterhuis, N. M. G., Kossen, N. W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+input+measurements+in+a+production+scale+bioreactor.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+consumption+in+a+mixer.">Power consumption in a mixer.</a> AIChE J. 34, 506-509 (1988).</li><li>Brown, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+transfer+and+power+measurements+in+stirred+tanks+using+heat+flow+calorimetry.">Heat transfer and power measurements in stirred tanks using heat flow calorimetry.</a> Chem. Eng. Sci. 36, 347-354 (1981).</li><li>B&#246;hme, G., Stenger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consistent+scale-up+procedure+for+the+power+consumption+in+agitated+non-newtonian+fluids.">Consistent scale-up procedure for the power consumption in agitated non-newtonian fluids.</a> Chem. Eng. Technol. 11, 199-205 (1988).</li><li>Res&#233;ndiz, R., Mart&#237;nez, A., Ascanio, G., Galindo, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+pneumatic+bearing+dynamometer+for+power+input+measurement+in+stirred+tanks.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+a+strain+gauge+technique+to+the+measurement+of+the+power+characteristics+of+five+impellers.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+curves+and+flow+patterns+for+a+range+of+Impellers+in+Newtonian+fluids:+40+&lt;+Re+&lt;+5x10^5.">Power curves and flow patterns for a range of Impellers in Newtonian fluids: 40 &lt; Re &lt; 5x10^5.</a> Chem. Eng. Res. Des. 73, 485-491 (1995).</li><li>Karcz, J., Major, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+effect+of+a+baffle+length+on+the+power+consumption+in+an+agitated+vessel.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+stirred+tank's+design+on+power+consumption+and+mixing+time+in+liquid+phase.">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., Gupta, B., Ibrahim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A study of agitated gas-liquid reactors with concave blade impellers. , 43-56 (2000).</li><li>Chapple, D., Kresta, S. M., Wall, A., Afacan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+impeller+and+tank+geometry+on+power+number+for+a+pitched+blade+turbine.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+power+consumption+and+oxygen+transfer+characteristics+of+a+stirred+miniature+bioreactor+for+predictive+fermentation+scale-up.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+characteristics+of+mechanically+agitated+air+-+aqueous+sucrose+solutions.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multipurpose+stirred+tank+facility+for+flow+visualisation+and+dual+impeller+power+measurement.">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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impeller+geometry+effect+on+velocity+and+solids+suspension.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+impeller+type+in+pilot+scale+xanthan+fermentations.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+power+consumption+in+stirred+vessels+-+a+review.">Measurement of power consumption in stirred vessels - a review.</a> Chem. Eng. Res. Des. 82, 1282-1290 (2004).</li><li>Vila&#231;a, P. R., Badino, A. C., Facciotti, M. C. R., Schmidell, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+power+consumption+and+volumetric+oxygen+transfer+coefficient+in+bioreactors.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+mass+transfer+and+mixing+in+rigid+lab-scale+disposable+bioreactors+at+low+power+input+levels.">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., Eibl, R., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-use+equipment+in+biopharmaceutical+manufacture:+A+brief+introduction.">Single-use equipment in biopharmaceutical manufacture: A brief introduction.</a> Single-Use Technology in Biopharmaceutical Manufacture. , 3-11 (2010).</li><li>Eibl, R., Kaiser, S., Lombriser, R., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disposable+bioreactors:+the+current+state-of-the-art+and+recommended+applications+in+biotechnology.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+method+for+reliable+power+input+measurements+in+conventional+and+single-use+stirred+bioreactors+at+laboratory+scale.">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>Nienow, A. W., Miles, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impeller+power+numbers+in+closed+vessels.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> R&#252;hrwerke - Theoretische Grundlagen, Auslegung und Bewertung. , (1998).</li><li>Kaiser, S. C., Werner, S., Eibl, D., Eibl, R., Eibl, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CFD+as+tool+to+characterize+single-use+bioreactors.">CFD as tool to characterize single-use bioreactors.</a> Single-Use Technology in Biopharmaceutical Manufacture. , 264-279 (2010).</li><li>Liepe, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Verfahrenstechnische+Berechnungsmethoden+Teil+4:+Stoffvereinigen+in+fluiden+Phasen+-+Ausr&#252;stungen+und+ihre+Berechnung.">Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden Teil 4: Stoffvereinigen in fluiden Phasen - Ausr&#252;stungen und ihre Berechnung.</a> VEB Deutscher Verlag f&#252;r Grundstoffindustrie. , (1988).</li><li>Kraume, M., Zehner, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience+with+experimental+standards+for+measurements+of+various+parameters+in+stirred+tanks:+a+comparative+test.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+propagation+of+Helianthus+annuus+suspension+cells+in+orbitally+shaken+bioreactors:+Improved+growth+rate+in+single-use+bag+bioreactors.">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>

وقد أعلن الكتاب لا تضارب في المصالح.

على الرغم من أهمية مدخلات الطاقة (المحددة) لوصف الهندسة والقياس-أعلى/أسفل للمفاعلات الحيوية، سوى عدد قليل من المنشورات في تحقيقات تجريبية في benchtop مقياس المفاعلات الحيوية، لا سيما استخدام واحد نظم في يمكن العثور على رقم واحد لتر حجم مجموعة، في الأدب. واحد أسباب هذا النقص في البيانات يتبين في الصعوبات التي تواجهها السلطة دقة القياسات الإدخال في هذه الجداول الصغيرة. بغية التغلب على بعض هذه الصعوبات، توفر هذه الدراسة بروتوكول مفصل للسلطة العزم على أساس قياسات الإدخال المعتمدة بواسطة تأثير هواء لتقليل خسائر الاحتكاك في حمل. إمكانية تطبيق الأسلوب تجلى استخدام ثلاثة من المفاعلات الحيوية تستخدم مرة واحدة متاحة تجارياً، فضلا عن المفاعلات الحيوية المتعددة الاستخدامات في الميزان بين 1 لتر و 10 لتر حجم العمل.
استناداً إلى تجربتنا مع العزم على أساس القياسات، أهم العوامل لعنوان: 1) الحد من عزم الدوران الميت بتقليل خسائر الاحتكاك داخل محامل والأختام، لا سيما في مختبر مقياس المفاعلات الحيوية، و 2) اختيار متر عزم دوران مناسبة لظروف المساحة والانفعالات مفاعل حيوي المطلوب. كما ثبت في وقت سابق35، يمكن تخفيض عزم الدوران الميت هائلة باستخدام تأثير الهواء. واستخدمت في هذه الدراسة، جلبه هواء منخفضة تكلفة مصنوعة من مادة الكربون المسامية. عزم الدوران المتبقية في الأوعية الفارغة اختبارها كانت عادة أقل من 0.5 mN·m مع معدلات الانفعالات ليصل إلى 900 لفة في الدقيقة، المقابلة للمكره بسرعة نصيحة من m·s يصل إلى 3-1. وفي المقابل، كان عزم الدوران الميت من مفاعل حيوي #6 مع حمل رمح الميكانيكية المدمج، على سبيل المثال، بين 9.4 mN·m و 20 mN·m، وقيم قابلة للمقارنة من mN·m حوالي 3 أفيد أيضا عن مفاعل حيوي #732. وهذا أمر واحد تقريبا من حجم أعلى من القيم التي تم الحصول عليها في الإعداد التجريبية المقترحة.
وإلى جانب تأثير الهواء، المقياس عزم الدوران يستخدم هو العنصر الأكثر أهمية. تم اختيار مقياس عزم دوران متاحة تجارياً التي تم تصميمها لقياس عزم الدوران والدينامية وسرعة الدوران وزاوية الدوران لهذه الدراسة. ونظرا للمفاعلات الحيوية ذات الأهمية مع أحجام العمل الحد الأقصى 10 لتر ومشاغبين المقابلة، عزم دوران اسمية من 0.2 اختير N·m. ووجد أن إمكانية تكرار نتائج عالية مع الانحراف المعياري النسبي ليتطابق < 5%، ويمكن الحصول على قياسات موثوقة الشاقولية فعالة منخفضة قدر mN·m 2، الموافق 1% فقط من عزم الدوران الاسمية. ومن ثم قياس الاستشعار المطبقة في هذه الدراسة فكان أوسع كثيرا من النتائج التي صدرت استناداً إلى دراسة المختبرات لأعضاء الفريق العامل المعني بخلط41VDI GVC الألمانية.
ومع ذلك، يجب تحديد نطاق سرعة المحرض بعناية فيما يتعلق بقرار مجس عزم الدوران وعزم الدوران الاسمية وتشكيل دوامة. هذه الأخيرة غالباً ما يحدث في المفاعلات الحيوية أونبافليد المهتاجين سرعات أعلى ويمكن أن تسبب ضررا لمقياس عزم الدوران. يمكن أن يحد من كلا سرعات المحرض ممكناً الحد الأدنى والحد الأقصى العوامل للطريقة الموضحة في هذه الدراسة. وبالإضافة إلى أعمالنا السابقة العمل35، هذه الدراسة المعنية أيضا مفاعل حيوي #3، العضو الأصغر في الأسرة مفاعل حيوي الزجاج توفيرها من قبل الشركة المصنعة، التي يتم تحريكها من الضواغط ذات مرحلتين مع أقطار 42 مم. تم الحصول على سمة سلطة قابلة لمقارنة لأن في مفاعل حيوي مماثل هندسيا #4 مع الإعداد التجريبية المقدمة. هذا ملحوظ نظراً لعزم الدوران جداول مع م <img alt="Proportional to" src="/files/ftp_upload/56078/56078pro.jpg"> د5 لكثافة السائل المعطى والهندسة المكره (أي عدد القوة) وسرعة الدوران (انظر 1 مكافئ. ومكافئ. 2). ونتيجة لذلك، ما يقارب 40% أقل المكره العزم ناتجة عن قطرها المكره أصغر 10%، على سبيل المثال. على الرغم من ذلك، كانت أعلى سرعات الدوران في الجدول 1 لتر من الجدول 2 ل المطلوبة أثناء عملية حل عزم الدوران المنتجة مع متر عزم الدوران متاحة. سبب يحير المدمج لمفاعل حيوي #3، لوحظ لا تشكيل دوامة، ولكن هذا يمكن أن تصبح مشكلة مع سفن أونبافليد. وينبغي التشديد على أن ثابت الإزاحة في أرقام السلطة التي عثر عليها بين الجدولين يمكن أن تنجم عن أخطاء القياس الناجمة عن قرار مجس محدودة (بالإضافة إلى الاختلافات هندسية). مزيد من التحقيقات مطالبون باستخلاص استنتاجات نهائية بمقياس الحد الأدنى الذي يتم الإعداد المقترحة لا يزال ممكناً.
على الرغم من ذلك، تم استخدام البروتوكول نفسه لقياسات الطاقة الإدخال في الأوعية الزجاجية المختلفة من الشركات المصنعة المختلفة مع أحجام العمل بين 1 لتر و 10 لتر في المختبر. وهذا يسلط الضوء على إمكانية تحويل الطريقة المستخدمة لتوصيف نظم مختلفة مفاعل حيوي. ويمكن تخفيض الجهد التجريبي بالقياسات التلقائية باستخدام إدارة الوصفة داخل نظام التشغيل الآلي التي يقدمها البرنامج وحدة التحكم وفي التجهيز الآلي للبيانات استناداً إلى لغة Matlab عالمية.
علاوة على ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه، باستخدام السكروز المشتملة على، وسائط الإعلام، ونموذج النيوتونية رخيصة إعداد مجموعة واسعة من رينولدز (100 < Re < 6·104)، اعتماداً على المحرض والنطاق، وكانت مغطاة. ينبغي أيضا التأكيد على أن الحد الأدنى لنطاق الاضطراب عادة ما تكون غير ذات صلة للثقافات الخلية الحيوانية مع وسائط الإعلام مثل المياه، حتى إذا تم استخدام سرعات المكره منخفضة جداً. ومع ذلك، زيادات كبيرة في لزوجة مرق، مما يؤدي إلى اضطراب السلوك التخميد، وحتى غير نيوتن قد ورد وصف للفطريات-ومصنع الثقافات يستند إلى الخلية. على سبيل المثال، اللزوجة الظاهر في الثقافات المصنع ليصل إلى 400-fold مقارنة بالمياه قد ذكرت42، الأمر الذي يؤدي إلى انخفاض كثير أرقام رينولدز.
وأخيراً، استخدام مفاعل حيوي #7 كدراسة حالة أولى، وقد ثبت أنه يمكن استخدام الإعداد التجريبية المقترحة لدراسة أثر تعديلات التصميم على مدخلات الطاقة على نطاق المختبر. في تركيبة مع تقنيات النماذج الأولية السريعة، وهذا يمكن أن تكون أداة قوية للمكره تصميم الدراسات، التي سوف تشكل أجزاء من العمل في المستقبل.

مدخلات الطاقة معلمة هندسة رئيسية لتوصيف ورفع مستوى المفاعلات الحيوية لأنها تتعلق بكثير من وحدة العمليات، مثل التجانس1،2،3، تشتت الغاز السائل2 , 4 , 5و نقل الحرارة6 وتعليق صلبة7. مدخلات الطاقة يرتبط أيضا بإجهاد القص، الذي يمكن خاصة تؤثر على النمو وتكوين المنتج في القص الخلية الحساسة الثقافات8،9،،من1011.
الأساليب الأكثر شيوعاً لقياس مدخلات الطاقة في المفاعلات الحيوية المقلبة تعتمد على الطاقة الكهربائية من رسم12،،من1314، القياس12،15 (أي ثابتة الحرارة الرصيد أو التدفئة الحيوي من خلال التحريض) أو العزم على المحرض. هذا الأخير يمكن أن تجريبيا يحددها المولدات، وعزم الدوران متر أو الانفعال، التي تم تطبيقها على مجموعة متنوعة من محرضين، بما في ذلك واحدة أو متعددة المراحل راشتون توربينات1،،من1617 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25وبليد ضارية الضواغط19،20،23،،من2627، إينتيرميج،من1921 وسابا الضواغط28 , 29-يرد استعراض مفصل حسب أسكانيو et al. (2004)30.
من عزم الدوران (T)، يمكن تقدير مدخلات الطاقة (P) من مكافئ. 1, حيث N هو سرعة الدوران للمحرض.
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq1.jpg">(1)
لحساب الخسائر التي تحدث في الانفعالات (في المحامل والأختام والمحرك نفسه)، ينبغي تحديد عزم الدوران الفعال (تيالمؤسسة) كالفرق بين القيمة المقاسة في السفينة الفارغة (تد) وفي السائل (Tلام ). وأخيراً، يمكن استخدام السلطة هو العدد (ف0، يعرف أيضا باسم نيوتن عدد)، التي تعرف بمكافئ. 2 حيث ρL يدل كثافة السائل ويمثل د قطرها المكره، مقارنة محرضين مختلفة.
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq2.jpg">(2)
فمن المعروف جيدا أن عدد القوة هو دالة لعدد رينولدز (أي الاضطرابات) وتصبح ثابتة تحت ظروف مضطربة تماما. ويعرف المكره عدد رينولدز مكافئ. 3، حيث ηL هو لزوجة السائل.
<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56078/56078eq3.jpg">(3)
ومع ذلك، قياسات الطاقة الإدخال في المفاعلات الحيوية صغيرة الحجم لا يزال تحديا بسبب خسائر الاحتكاك مرتفع نسبيا داخل المحامل الميكانيكية من مهاوي المكره ودقة محدودة من عزم الدوران متاحة تجارياً آخر متر. ونتيجة لذلك، سوى عدد قليل من التقارير حول الطاقة إدخال القياسات في مقياس benchtop المفاعلات الحيوية قد نشرت17،،من1822،24،،من3132. وهناك أيضا نقص في البيانات عن مدخلات الطاقة في المفاعلات الحيوية تستخدم مرة واحدة، التي يتم تسليمها من قبل الشركات المصنعة ستنشئ، معقمة وجاهزة للاستخدام33،34. على عكس نظرائهم القابل لإعادة الاستخدام، يتم تحريكها معظم المفاعلات الحيوية تستخدم مرة واحدة من الضواغط مصممة خصيصا، مما يجعل من الصعب إجراء مقارنات.
من أجل سد هذه الفجوة، وضعت طريقة موثوقة لقياسات الطاقة الإدخال مع التركيز بوجه خاص على مختبر مقياس النمامون مؤخرا35. عزم الدوران القيم المقاسة في الأوعية الفارغة، التي نجمت عن خسائر الاحتكاك، خفضت فعلياً باستخدام تأثير الهواء. ونتيجة لذلك، طائفة واسعة من الظروف التشغيلية مع منخفضة للاضطراب المعتدل (100 < Re < 2·104) يمكن التحقيق فيها، وتم توفير مدخلات الطاقة للعديد من المفاعلات الحيوية متعددة الاستخدام، وتستخدم مرة واحدة.
يوفر بروتوكول قياس مفصلة للأسلوب السابق المتقدمة هذه الدراسة وتوضح هذه المقالة كيفية إعداد وإجراء وتقييم قياس طاقة المعتمدة على عزم إدخال في مختبر مقياس المفاعلات الحيوية. التركيز بصفة خاصة على النظم المتاحة تجارياً أحادية ومتعددة الاستعمال. يتم استخدام إجراء قياس الآلي لتقليل الجهد التجريبي.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>T20WN torque meter</td>
			<td>HBM Hottinger Baldwin 
			Messtechnik GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Nominal torque 0.2 Nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spider-8</td>
			<td>HBM Hottinger Baldwin 
			Messtechnik GmbH</td>
			<td></td>
			<td>HBM Spider8 is no longer available for sale. QuantumX 
			DAQ system (especially the QuantumX modules MX840A and MX440A) are recommended.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catman easy software</td>
			<td>HBM Hottinger Baldwin 
			Messtechnik GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Version 4.2.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air bearing</td>
			<td>IBS precision engineering</td>
			<td></td>
			<td>13 mm air bushing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel impeller shaft</td>
			<td>Bioengineering AG</td>
			<td></td>
			<td>Shaft tolerance -0.0076 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brushless motor AKM2</td>
			<td>Kollmorgen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal bellow coupling</td>
			<td>Uiker AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finesse RDPDmini control unit</td>
			<td>Finesse, a part of Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>No longer supported (the replacement product G3Lab universal controller can be used)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Migros Schweiz AG</td>
			<td></td>
			<td>Food grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab software</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>Version R2017a</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finesse &#956;TruBio PC software</td>
			<td>Finesse, a part of Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Version 3.1 (no longer supported)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SmartGlass 1L</td>
			<td>Finesse, a part of Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>referred to as Bioreactor 1L in Table 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SmartGlass 3L</td>
			<td>Finesse, a part of Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>referred to as Bioreactor 3L in Table 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SmartVessel 3L</td>
			<td>Finesse, a part of Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>referred to as Single-Use 3L Bioreactor in Table 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mobius CellReady 3L</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td></td>
			<td>referred to as Cell Ready Single-Use 3L Bioreactor in Table 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UniVessel SU 2L</td>
			<td>Sartorius Stedim Biotech</td>
			<td></td>
			<td>referred to as Single-Use 2L Bioreactor in Table 2</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

power input measurements in stirred bioreactors at laboratory scale

مدخلات الطاقة في المفاعلات الحيوية المقلبة معلمة زيادة هامة ويمكن قياسها من خلال عزم الدوران الذي يعمل على رمح المكره خلال التناوب. تصميم تجريبي لمدخلات الطاقة في السفن الصغيرة غير لا يزال تحديا بسبب خسائر الاحتكاك مرتفع نسبيا داخل البطانات المستعملة عادة والمحامل و/أو الأختام رمح ودقة متر عزم الدوران متاحة تجارياً. وهكذا، تتوفر بيانات محدودة فقط لصغار المفاعلات الحيوية، نظم خاصة تستخدم مرة واحدة، في الأدب، مما يجعل من الصعب إجراء مقارنات بين مختلف النظم تستخدم مرة واحدة ونظيراتها التقليدية.
هذه المخطوطة يوفر بروتوكول حول كيفية قياس مدخلات الطاقة في المفاعلات الحيوية مقياس benchtop عبر طائفة واسعة من الظروف الاضطراب، الذي يمكن وصفه بعدد رينولدز هو (Re). يتم خفض الخسائر المذكورة آنفا الاحتكاك فعلا باستخدام تأثير الهواء. إدخال الإجراء على كيفية إعداد وإجراء وتقييم قوة عزم الدوران على أساس القياس، مع التركيز بصفة خاصة على ظروف الانفعالات نموذجي الثقافة الخلية مع منخفضة للاضطراب المعتدل (100 < Re < 2·104)، يتم وصف بالتفصيل. مدخلات الطاقة من المفاعلات الحيوية متعددة الاستخدام، وتستخدم مرة واحدة عدة يتم توفيرها من قبل عدد هو السلطة (وتسمى أيضا عدد نيوتن، ف0)، التي يتم تحديدها في نطاق ف0 ≈ 0.3 وف0 ≈ 4.5 لأرقام رينولدز الحد الأقصى في المفاعلات الحيوية المختلفة.

Watch this Scientific Journal Video about Power Input Measurements in Stirred Bioreactors at Laboratory Scale at JoVE.com

Power Input Measurements in Stirred Bioreactors at Laboratory Scale

ويمكن قياس مدخلات الطاقة في المفاعلات الحيوية المقلبة من خلال عزم الدوران الذي يعمل على رمح المكره خلال التناوب. هذه المخطوطة توضح كيف يمكن استخدام تأثير هواء لفعالية تقليل خسائر الاحتكاك التي لوحظت في الأختام الميكانيكية وتحسين دقة قياسات الطاقة الإدخال في الأوعية الصغيرة.

قياسات الطاقة الإدخال في المفاعلات الحيوية المقلبة في المختبرات

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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

High Throughput MicroRNA Profiling: Optimized Multiplex qRT-PCR at Nanoliter Scale on the Fluidigm Dynamic ArrayTM IFCs

ارتفاع جانبي MicroRNA المناولة : ملتيبليكس محسن qRT - PCR على مقياس نانولتر في المحفل Fluidigm ArrayTM الحيوي

The broad involvement of miRNAs in critical processes underlying development, tissue homoeostasis and disease has led to a surging interest among the ...

Continuously-stirred Anaerobic Digester to Convert Organic Wastes into Biogas: System Setup and Basic Operation

باستمرار، أثار الهاضم اللاهوائي لتحويل النفايات العضوية إلى الغاز الحيوي: إعداد النظام الأساسي وعملية

Anaerobic digestion (AD) is a bioprocess that is commonly used to convert complex organic wastes into a useful biogas with methane as the energy carrier ...

Synthetic Spider Silk Production on a Laboratory Scale

الاصطناعية إنتاج حرير العنكبوت على نطاق المختبر

As society progresses and resources become scarcer, it is becoming increasingly important to cultivate new technologies that engineer next generation ...

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

المفاعلات الحيوية الألياف المجوفة ل<em&gt; في فيفو</em&gt; تشبه الثدييات زراعة الأنسجة

Tissue culture has been used for over 100 years to study cells and responses ex vivo. The convention of this technique is the growth of anchorage ...

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

سرعة المسح الضوئي الكترون ممغطس الرنين تفتح آفاقا جديدة للالتصوير الناحية الفسيولوجية معلمات هام<em&gt; في فيفو</em

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan ...

Mammalian Cell Encapsulation in Alginate Beads Using a Simple Stirred Vessel

خلايا الثدييات التغليف في أحجار الجينات باستخدام سفينة أثارت بسيطة

Cell encapsulation in alginate beads has been used for immobilized cell culture in vitro as well as for immunoisolation in vivo. Pancreatic islet ...

A Tripeptide-Stabilized Nanoemulsion of Oleic Acid

نانومولسيون تريبيبتيدي استقرت حمض الأولييك

We describe a method to produce a nanoemulsion composed of an oleic acids-Pt(II) core and a lysine-tyrosine-phenylalanine (KYF) coating (KYF-Pt-NE). The ...

Process Optimization using High Throughput Automated Micro-Bioreactors in Chinese Hamster Ovary Cell Cultivation

عملية التحسين باستخدام الإنتاجية العالية الإنتاجية المفاعلات الحيوية الدقيقة الآلية في زراعة الخلايا المبيض الهامستر الصينية

Optimization of bioprocesses to increase the yield of desired products is of importance in the biopharmaceutical industry. This can be achieved by strain ...

Lipidico Injection Protocol for Serial Crystallography Measurements at the Australian Synchrotron

بروتوكول حقن الدهون لقياسات البلورات التسلسلية في السنكروترون الأسترالي

A facility for performing serial crystallography measurements has been developed at the Australian synchrotron. This facility incorporates a purpose built ...

Cultivating a Three-dimensional Reconstructed Human Epidermis at a Large Scale

زراعة بشرة بشرية ثلاثية الأبعاد أعيد بناؤها على نطاق واسع

A three-dimensional human epidermis model reconstructed from neonatal primary keratinocytes is presented. Herein, a protocol for the cultivation process ...