Sparger de bioréacteur

Idée typique de conception de tube de distribution

Des bioréacteurs plus petits peuvent distribuer efficacement l’oxygène et éliminer le dioxyde de carbone sans nébuliseur. Toutefois, ces mesures ne s’appliquent pas aux bioréacteurs plus grands, car le rapport surface/volume plus faible entraîne une accumulation de dioxyde de carbone et empêche la pénétration de l’oxygène. Par conséquent, des nébuliseurs sont nécessaires pour l’introduction de l’oxygène et l’élimination du dioxyde de carbone.

Les systèmes équipés de micro et grands nébuliseurs sont souvent utiles car ils peuvent répondre à différents besoins de processus. Par exemple, les gros nébuliseurs produisent des bulles plus grosses qui éliminent efficacement le CO 2 dissous de la solution, mais les grosses bulles nécessitent une agitation vigoureuse pour les décomposer et libérer de l'oxygène.

Bien que cela puisse bien fonctionner pour les lignées cellulaires tolérantes au froid, l’agitation peut endommager les cellules de mammifères plus délicates. Dans ces cas, un macro-distributeur de moindre puissance peut être utilisé d'abord pour éliminer le CO 2, puis un micro-distributeur en série pour produire des bulles plus petites qui délivrent l'oxygène plus efficacement.

Sparger en métal poreux fritté

La surface interfaciale augmente mais la taille des bulles diminue

Le défi : les caractéristiques des bulles déterminent les taux de transport d'O2 et d'extraction de vapeur de CO 2

La formation et la taille des bulles affectent considérablement la façon dont l’oxygène est dispersé dans le bioréacteur. Les caractéristiques des bulles sont considérablement influencées par la taille et la distribution des pores, le matériau du distributeur, le débit, les propriétés du liquide et du gaz et la pression. Par exemple, les micro-pulvérisateurs produisent des bulles sphériques plus petites, tandis que les pulvérisateurs plus grands produisent des bulles légèrement plus grosses et de forme moins uniforme.

Les micro-spargers produisent des bulles sphériques de taille micrométrique, et la tension superficielle est la force dominante lorsqu'elles traversent le bioréacteur. Ils ont donc un temps de séjour long dans le réacteur, ce qui améliore le transfert d'oxygène, mais ne convient pas pour éliminer le dioxyde de carbone de la culture.

Les grands nébuliseurs produisent des bulles d'un diamètre moyen de 1 à 4 mm, où la tension superficielle et la flottabilité du bouillon se combinent pour influencer leur forme et leur mouvement. Ces bulles ont un temps de séjour plus court mais sont moins susceptibles de se dissoudre que les bulles plus petites. Cependant, les micro-spargers peuvent également produire des bulles asymétriques plus grosses, avec des forces d'inertie régissant leur comportement. Ces bulles peuvent facilement éclater sans dissoudre ni éliminer le CO2.

La forme et la taille des bulles déterminent la quantité de contrainte de cisaillement que la cellule subira, l'efficacité de l'élimination du CO 2 du système et le taux de transfert total d'oxygène vers la cellule. Par conséquent, il est important d’optimiser le nébuliseur du bioréacteur pour garantir que les bulles d’oxygène sont de taille et de répartition uniformes et n’endommagent pas les cellules.

Solution : Utiliser un contrôle de qualité de production strict du Sparger du bioréacteur HENGKO

HENGKO a plus de vingt ans d'expérience dans le développement et la production de sparger frittés. Nos barboteurs en acier inoxydable sont le résultat de dizaines d'ingénieurs qui ont souvent amélioré la méthode de production pour produire ce produit de haute qualité avec des pores uniformes et, par conséquent, une taille de bulles uniforme libérée dans le bioréacteur. Nos arroseurs poreux sont recommandés pour une utilisation avec des régulateurs de débit massique à faible débit.

Comment utiliser :Le contrôleur de débit massique à faible débit introduit lentement de l'oxygène dans le barboteur poreux. Les barboteurs ne libèrent pas immédiatement de gaz. Au lieu de cela, la pression augmente progressivement jusqu'à ce qu'un point critique soit atteint, moment auquel les bulles sont doucement libérées dans le bioréacteur.

Grâce à cette méthode de barbotage, le débit massique d’oxygène peut être ajusté pour contrôler le taux de libération des bulles dans le bioréacteur. Les trous dans le diffuseur sont suffisamment petits pour que des bulles se forment de manière prévisible. Par conséquent, cette technologie de barbotage de bioréacteur est évolutive pour toutes les tailles de cuves, avec un taux de transfert d’oxygène proportionnel au débit de gaz.

Questions sur le bioréacteur Sparger

1. Qu'est-ce qu'un Sparger dans un bioréacteur ?

En bref, un sparger est un dispositif utilisé dans un bioréacteur pour introduire des gaz, tels que l'oxygène ou l'air, dans le milieu liquide. La fonction principale d'un barboteur est de fournir de l'oxygène aux micro-organismes présents dans le bioréacteur, ce qui est nécessaire à leur croissance et à leur métabolisme.

Le Sparger dans un bioréacteur est utilisé pour ajouter des gaz tels que l'oxygène, l'air ou d'autres gaz nécessaires à la croissance et au métabolisme des micro-organismes. L'oxygène est fourni aux micro-organismes via le Sparger, ce qui aide à maintenir les niveaux d'oxygène dissous dans le milieu liquide. Les niveaux d’oxygène dissous sont un paramètre important à surveiller et à contrôler pendant le bioprocédé car ils affectent directement la croissance et le métabolisme des micro-organismes.

Le Sparger est conçu pour introduire le gaz dans le milieu liquide de manière contrôlée, par exemple à travers des matériaux ou des tubes poreux. Le Sparger peut être situé en bas ou en haut du bioréacteur, selon la conception du bioréacteur et le type de micro-organismes utilisés. Le Sparger peut être ajusté pour fournir le taux de transfert d'oxygène souhaité et pour maintenir le niveau d'oxygène dissous approprié dans le milieu.

Le Sparger joue également un rôle important dans le maintien du taux de transfert de masse, qui est la vitesse à laquelle l'oxygène est transféré de la phase gazeuse à la phase liquide. Le taux de transfert de masse peut être affecté par des facteurs tels que la taille et la forme du bioréacteur, le type et la concentration des micro-organismes, ainsi que la température et le pH du milieu. Le Sparger peut être utilisé pour contrôler ces facteurs et optimiser le taux de transfert de masse, crucial pour le succès du bioprocédé.

En résumé, la fonction principale d'un barboteur dans un bioréacteur est de fournir de l'oxygène aux micro-organismes présents dans le milieu liquide, ce qui est nécessaire à leur croissance et à leur métabolisme, et de maintenir les niveaux d'oxygène dissous et le taux de transfert de masse appropriés, qui sont essentiels à leur croissance et à leur métabolisme. le succès du bioprocédé.

Qu’entend-on par Sparger ?

Un sparger est un appareil utilisé pour introduire du gaz dans un liquide. Il est couramment utilisé dans les bioréacteurs, qui sont des récipients spécialisés utilisés pour cultiver des micro-organismes ou des cellules dans des conditions contrôlées.

Quelle est la fonction du Sparger ?

La fonction du barboteur est de fournir de l'oxygène ou un autre gaz au bioréacteur afin de soutenir la croissance et le métabolisme des cellules ou des micro-organismes.

Quelle est l’utilisation de Sparger dans le bioréacteur pour expliquer ses types ?

Il existe plusieurs types de barboteurs pouvant être utilisés dans un bioréacteur. Il s'agit notamment des pulvérisateurs à bulles, qui créent un flux continu de bulles dans le liquide, et des pulvérisateurs à pulvérisation, qui dispersent le gaz sous forme d'un fin brouillard. D'autres types de spargers comprennent les spargers poreux et les spargers à fibres creuses.

Où se trouve le Sparger dans le bioréacteur ?

Le barboteur est généralement situé au fond du bioréacteur, où il peut mélanger efficacement le gaz avec le liquide. Dans les processus de fermentation à grande échelle, les barboteurs à bulles sont souvent utilisés car ils sont relativement simples et peu coûteux à utiliser.

Quel type de barboteur est principalement utilisé dans la fermentation à grande échelle ?

Dans les processus de fermentation à grande échelle, les barboteurs à bulles sont souvent utilisés car ils sont relativement simples et peu coûteux à utiliser. Un barboteur à bulles se compose d'un tube ou d'un tuyau avec de petits trous ou fentes à travers lesquels le gaz est introduit dans le liquide. Le gaz circule à travers les trous ou fentes et forme un flux continu de bulles dans le liquide. Les barboteurs à bulles sont efficaces pour fournir un grand volume de gaz au bioréacteur et peuvent être facilement ajustés pour contrôler le débit du gaz. Ils sont également relativement faciles à nettoyer et à entretenir. Cependant, les barboteurs de bulles peuvent créer des bulles relativement grosses qui peuvent ne pas être aussi efficaces pour fournir une surface élevée permettant aux cellules ou aux micro-organismes d'entrer en contact avec le gaz. Dans certains cas, un pulvérisateur à pulvérisation ou un autre type de pulvérisateur peut être plus approprié pour un processus de fermentation particulier.

Que devez-vous savoir sur le système Sparger ?

Il y a plusieurs éléments à prendre en compte lors de l’utilisation d’un système de pulvérisation dans un bioréacteur. Ceux-ci incluent :

1. Étalonnage:Il est important de bien calibrer le débit du gaz introduit dans le bioréacteur. Cela garantira que la quantité correcte de gaz est fournie aux cellules ou aux micro-organismes et que la concentration en oxygène dans le bioréacteur se situe dans la plage souhaitée.

2. Concentration d'oxygène :La concentration en oxygène dans le bioréacteur doit être surveillée régulièrement pour garantir qu'elle se situe dans la plage souhaitée pour les cellules ou les micro-organismes cultivés. Si la concentration en oxygène est trop élevée ou trop faible, cela peut affecter la croissance et le métabolisme des cellules ou des micro-organismes.

3. Prévention des contaminations :Il est important de s’assurer que le barboteur et la zone environnante sont correctement nettoyés et entretenus pour éviter la contamination du bioréacteur. Cela peut inclure le remplacement régulier des filtres à gaz et le nettoyage du barboteur et des zones environnantes avec des désinfectants appropriés.

4. Débit de gaz :Le débit du gaz doit être ajusté selon les besoins pour maintenir la concentration d’oxygène souhaitée dans le bioréacteur. Le débit peut devoir être augmenté ou diminué en fonction de la demande en oxygène des cellules ou des micro-organismes et du taux de consommation de gaz.

5. Entretien:Un entretien régulier du système de pulvérisation est important pour garantir son bon fonctionnement et son efficacité. Cela peut inclure la vérification des fuites, le remplacement des pièces usées ou endommagées et le nettoyage du barboteur et des zones environnantes si nécessaire.

2. Fonction principale du Sparger dans le bioréacteur ?

La fonction principale d'un barboteur dans un bioréacteur est d'introduire des gaz, tels que l'oxygène ou l'air, dans le milieu liquide. Il est nécessaire à la croissance et au métabolisme des micro-organismes dans le bioréacteur, car ils ont besoin d’oxygène pour respirer. Le Sparger aide à fournir aux micro-organismes l’oxygène nécessaire et à maintenir un niveau d’oxygène approprié dans le bioréacteur pour soutenir leur croissance et leur métabolisme, essentiels au succès du bioprocédé.

A : Introduction de gaz :La fonction principale d'un barboteur dans un bioréacteur est d'introduire des gaz, tels que l'oxygène ou l'air, dans le milieu liquide. Il contribue à fournir aux micro-organismes l’oxygène nécessaire à leur croissance et à leur métabolisme.

B : Maintien des niveaux d’oxygène dissous :Le Sparger aide à maintenir les niveaux d’oxygène dissous dans le milieu liquide. Ces niveaux constituent un paramètre important à surveiller et à contrôler au cours du bioprocédé car ils affectent directement la croissance et le métabolisme des micro-organismes.

C : Contrôle du taux de transfert de gaz :Le Sparger est conçu pour introduire le gaz dans le milieu liquide de manière contrôlée. Le Sparger peut être ajusté pour fournir le taux de transfert d'oxygène souhaité et pour maintenir le niveau d'oxygène dissous approprié dans le milieu.

D : Maintien du taux de transfert de masse :Le Sparger joue également un rôle important dans le maintien du taux de transfert de masse, qui est la vitesse à laquelle l'oxygène est transféré de la phase gazeuse à la phase liquide.

E : Optimisation des bioprocédés :Le Sparger peut être utilisé pour contrôler des facteurs tels que la taille et la forme du bioréacteur, le type et la concentration des micro-organismes, ainsi que la température et le pH du milieu, afin d'optimiser le bioprocédé.

F : Assurer le mélange :Les Spargers aident également à créer un mélange homogène du liquide et du gaz en assurant une action de mélange. Cela aide à fournir aux micro-organismes un environnement uniforme.

3. Types de Sparger dans le bioréacteur ?

Plusieurs types de barboteurs comprennent des barboteurs en pierre poreuse constitués d'un matériau poreux tel que de la céramique ou du métal fritté et des barboteurs à colonne à bulles, qui utilisent une série de tubes ou de buses pour introduire le gaz dans le liquide.

Plusieurs types de barboteurs peuvent être utilisés dans un bioréacteur, notamment :

1. Spargers en pierre poreuse :Ceux-ci sont constitués d'un matériau poreux tel que de la céramique ou du métal fritté et sont placés au fond du bioréacteur. Ils offrent une grande surface de transfert de gaz et sont couramment utilisés dans les bioréacteurs à petite échelle.

2. Spargers de colonne à bulles :Ceux-ci utilisent une série de tubes ou de buses pour introduire le gaz dans le liquide. Ils peuvent être placés au bas ou au sommet du bioréacteur et sont couramment utilisés dans les bioréacteurs à plus grande échelle.

3. Sparger en anneau :Ceux-ci sont placés au fond du bioréacteur et utilisent une structure en forme d’anneau pour produire des bulles et assurer le transfert d’oxygène.

4. Sparger de microbulles :Ceux-ci sont conçus pour produire de petites bulles offrant une efficacité élevée de transfert d’oxygène et sont largement utilisés dans les bioréacteurs à grande échelle et à haute densité.

5. Jet d'arrosage :Ceux-ci utilisent un ensemble de buses pour introduire le gaz dans le liquide. Ils peuvent être placés au bas ou au sommet du bioréacteur et sont couramment utilisés dans les bioréacteurs à cisaillement élevé.

6. Arroseur à roue à aubes :Ce type de Sparger utilise une roue à aubes rotative pour créer des bulles et assurer le transfert d'oxygène. Il est couramment utilisé dans les processus de fermentation.

Ce sont quelques-uns des types de sparger couramment utilisés dans les bioréacteurs, et le choix du Sparger dépend de la taille, du type et de la conception du bioréacteur ainsi que du bioprocédé spécifique utilisé.

4. Comment définir les niveaux de barbotage dans le bioréacteur ?

Le niveau de barbotage dans un bioréacteur est généralement défini en fonction de la demande en oxygène des micro-organismes, du taux de transfert de gaz et du débit de gaz. Les facteurs pouvant affecter le niveau de barbotage comprennent la taille et la forme du bioréacteur, le type et la concentration des micro-organismes, ainsi que la température et le pH du milieu.

5. Rôle de Sparger dans le bioréacteur ?

Le rôle d'un barboteur dans un bioréacteur est d'introduire des gaz, tels que l'oxygène ou l'air, dans le milieu liquide pour répondre à la demande en oxygène des micro-organismes. Il est essentiel à la croissance et au métabolisme des micro-organismes et, in fine, au succès du bioprocédé.

Le Sparger aide à fournir aux micro-organismes l’oxygène nécessaire à leur croissance et à leur métabolisme. Il aide à maintenir les niveaux d’oxygène dissous dans le milieu liquide, qui sont des paramètres importants à surveiller et à contrôler pendant le bioprocédé car ils affectent directement la croissance et le métabolisme des micro-organismes.

Le Sparger est conçu pour introduire le gaz dans le milieu liquide de manière contrôlée, par exemple à travers des matériaux ou des tubes poreux. Le Sparger peut être situé en bas ou en haut du bioréacteur, selon la conception du bioréacteur et le type de micro-organismes utilisés. Le Sparger peut être ajusté pour fournir le taux de transfert d'oxygène souhaité et pour maintenir le niveau d'oxygène dissous approprié dans le milieu.

Le Sparger joue également un rôle important dans le maintien du taux de transfert de masse, qui est la vitesse à laquelle l'oxygène est transféré de la phase gazeuse à la phase liquide. Le taux de transfert de masse peut être affecté par des facteurs tels que la taille et la forme du bioréacteur, le type et la concentration des micro-organismes, ainsi que la température et le pH du milieu. Le Sparger peut être utilisé pour contrôler ces facteurs et optimiser le taux de transfert de masse, crucial pour le succès du bioprocédé.

Sparger aide également à créer un mélange homogène du liquide et du gaz en assurant une action de mélange. Cela aide à fournir aux micro-organismes un environnement uniforme.

En résumé, le rôle d'un barboteur dans un bioréacteur est de fournir de l'oxygène aux micro-organismes présents dans le milieu liquide, ce qui est nécessaire à leur croissance et à leur métabolisme, et de maintenir les niveaux d'oxygène dissous et le taux de transfert de masse appropriés, essentiels au bon fonctionnement du milieu liquide. succès du bioprocédé. Il aide également à créer un mélange homogène et assure une action de mélange au milieu liquide.

Quel type de bioréacteur Sparger souhaitez-vous utiliser ou personnaliser ?

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