充气是指将气体引入液体中,有两个目的:用另一种气体置换已有或已溶解的气体,或者供给气体,使好氧发酵或气液反应得以进行。关键在于液体与气体之间具有较大的相界面。
细小气泡气液之间相界面大。
温和细胞培养物不受损伤。
泡沫少排气过滤器保持畅通。
充气的副作用
引入的气体可能形成泡沫、使混合物分离,并因上升的气泡产生剪切力。这可能导致产品分层或重要成分遭到破坏。因此,搅拌器的几何结构尤为重要, 搅拌 必须一并纳入规划。
气体供给与混合相互独立
多孔进气喷嘴产生细小气泡,搅拌器只负责液体的混合。
一台高速搅拌器
对于简单工艺,一台高速运转的搅拌器即可同时承担两项任务。
气流应分散成尽可能多的细小气泡。但在发酵中,剪切能量不得破坏细胞培养物。
应用
- 生物技术: 在好氧细胞培养物的 发酵 过程中,必须监测含氧量、pH 值、温度、密度和系统压力
- 必须避免产生泡沫,因为泡沫会堵塞排气过滤器,并可能导致产品逸出
- 同时,搅拌器必须使营养物和培养物均匀分布
- 废水处理: 该领域的工艺较易控制,已大规模应用,并与物理、生物和化学处理步骤相结合
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其他工艺
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充气常见问题
什么是充气?
将气体引入液体中,例如用一种气体置换已溶解的另一种气体,或使好氧发酵和气液反应得以进行。
有效充气的关键是什么?
气液之间的相界面应尽可能大,即产生大量细小气泡,同时剪切能量不得损伤敏感的细胞培养物。
充气可能产生哪些副作用?
泡沫形成、混合物分离,以及上升气泡产生的剪切力,这些都可能导致产品分层或损坏成分。因此,搅拌器的几何结构尤为重要。
充气应用于哪些领域?
主要用于生物技术领域的好氧细胞培养物发酵,以及大规模废水处理。