高速震动对震动瓶中的氧气转移的影响
Andreas Schulte1, Andreas Jordan1, Wolf Klöckner1
1AVT - Biochemical Engineering, RWTH Aachen University, Aachen, Germany.
Biotechnology journal
|April 14, 2025
概括
一个新的自平衡轨道振动器显著增加了振动瓶中的氧气供应,达到50%的更高的氧气传输速率. 这一进步提高了生物技术选和工艺开发,通过使更高效的需要氧气的作物种植.
科学领域:
- 生物技术和生物工艺工程
- 微生物培养和发酵技术
背景情况:
- 震动瓶是早期生物工艺开发的标准,但氧气传输能力有限.
- 增加振动频率是提高轨道振动器中氧气供应的关键.
- 需要氧气的工艺在传统的摇动瓶中具有挑战性,以有效地执行.
研究的目的:
- 为了评估一种新型自平衡轨道震动器的性能,以提高氧气传输.
- 在高震动频率下确定最大的氧气转移容量 (OTRmax) 和质量转移系数 (kLa).
- 评估振动直径对氧气供应和系统稳定性的影响.
主要方法:
- 使用了一种原型的自平衡轨道振动器,能够高速运行 (直径为25毫米的每分钟最高750转).
- 在250毫升玻璃震动瓶中进行了Kluyveromyces lactis培养,具有水友性质.
- 使用修改后的TOM系统来监测OTRmax并计算kLa值.
- 研究了不同的填充体积 (10毫升) 和摇动直径 (25毫米和50毫米).
主要成果:
- 在10毫升填充体积和25毫米震动直径下,达到650小时-1的最大kLa值 (OTRmax = 135 mmol/L/h).
- 与现有的商业轨道震动器相比,氧气传输能力增加了50%左右.
- 确定了25毫米的震动直径为最佳的高速震动,最大限度地减少离心力冲击.
结论:
- 自平衡轨道振动器显著改善了振动瓶中的氧气供应,超过了当前的技术.
- 高速,特别是直径为25毫米的,为微生物查和生物工艺开发提供了新的可能性.
- 这项技术有助于在早期发展阶段更有效地培养对氧气敏感的微生物.
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