توقف گاز ، آمیختگی ، جریان مایع و انتقال اکسیژن گاز مایع در یک بیوراکتور ترابری هوایی بزرگ لوله جریان هوا که با ایمپلرهای هیدروفویل پروچم واقع در لوله جریان هوا مخلوط می شوند ، مشخص می گردد. اندازه گیری ها در آب و در دوغابهای فیبر سلولزی که شبیه به مایع رقیق قارچهای ریز مسیلی در شته رشد کننده قارچ بود. صورت گرفت ، استفاده از همزن مکانیکی معمولاً عملکرد آمیختگی و توان انتقال جرم را در مقایسه با زمانی که همزن مکانیکی بکار نمی رود ، ارتقاء می بخشد ، با وجود این ، در بی استفاده از همزن مکانیکی بازده انتقال جرم کاهش می یابد کل ضریب انتقال جرم حجمی گاز مایع با افزایش غلظت جامدات سلولزی کم می شود ، گرچه زمان آمیختگی در این دوغابهای رقیق کننده مستقل از میزان جامدات ( w/v 4-0 ) بود هوا دهی سطحی هرگز بیش از 12% انتقال جرم کل در هوا – آب را در بر نگرفت.
واژگان کلیدی : بیوراکتورها ، ایمپلرهای هیدروفویل ، بیوراکتورهای ترابری هوایی ؛ آمیختگی ، هوادهی با هوادهی سطحی
بیوراکتورهای ترابری هوایی و مخازن همزن مکانیکی کاربرد وسیعی در فرآورش زیستی دارند. بیوراکتورهای ترابری هوایی با سیالاتی با ویسکوزیته نسبتاً پایین و زمانیکه همزدن ملایم و انتقال اکسیژن کم هزینه مورد نیاز بوده مفید و مؤثر می باشد. در مقایسه ، ظروف تخمیر همزن متداول دانه وسیع تری از کاربردها را در بر داشته اما در محیط غیر نیوتنی ، با گرانروی بسیار بالا ضعیف عمل کرده و در مقایسه با راکتورهای ترابری هوایی الگوی آمیختگی نسبتاً ضعیفی داشته و به دلیل غوطه وری ایمپلر در سرعت بالا نمی توانند هوادهی شوند. بیوراکتور ترابری هوایی هیبربدی مجهز به همزن مکانیکی با یک یا چند ایمپلر جریان محوری پمپاژه به طرف پایین واقع در لوله جریان هوا در شکل 1 و هوادهی محدود به ناحیه حلقوی به طور بالقوه بر برخی از محدودیتهای مخازن ترابری هوایی و همزن معمولی غلبه می کند. این بیوراکتور هیبریدی یک الگوی جریان کاملاً جهت دار مشابه دستگاه ترابری هوایی دارد اما در مقایسه با بیوراکتورهای ترابری هوایی معمولاً با سرعتهای بیشتری از جریان سیال می تواند دست یابد . جهت دار بودن بالا و ارتقاء جریان سیال به معنای بهبود توان و مهارت جریان معلق کردن جامدات و کاهش گرادیانهای محوری غلظت مواد مغذی و اکسیژن می باشد. چنین گرادیانهایی رخ دادن در راکتورهای ترابری هوایی بلند و مرتفع و تاثیر معکوس بر عملکرد معروفند . علاوه بر این در ترکیب هیبریدی گاز در ناحیه حلقوی بالابر پخش می شود نه در زیر اپمیلر بنابراین غوطه ور سازی کمتر مورد توجه قرار می گیرد.
در تخمیرهای هوایی گرانرو عملکرد راکتورهای ترابری هوایی از طریق تعبیه ایمپلر جریان محوری در لوله انتقال گاز جهت بهبود جریان سیال می توان به میزان قابل توجهی ارتقاء بخشیده این شیوه با تخمیر قارچهای ریز مسیلی فوسپو راسیتوفیلا مطرح گردید . همچنین مشخص گشته که استفاده از این روش در مایعهای مخمر با گرانروی کمتر نیز مفید و مؤثر می باشد.
در مایعهای saccharopolyspor a erythreaea غیر نیوتنی با ویسکوزیته بالا ، استفاده از پروانه آبی واقع در نزدیکی انتهای لوله انتقال گاز جهت افزایش بازده آنتی بیوتیک اریترومایسین از طریق 45% ca ، در مقایسه با ترکیب ترابری هوایی با افشانه حلوقی ، گزارش شده است . در ترکیبات مشابه قارچهای ریز N.Stiophila با ویسکوزیته بالا در راکتورهای لوله انتقال گاز مجهز به افشانه ( بخش کننده ) حلقوی ، مویانگ و سایرین قبلاً ثابت کرده بودند که پیکر بندی هوایی تکمیل شده با ایمپلر جریان محوری با برش کوتاه در لوله انتقال گاز خود دستگاه ترابری هوایی بود. همچنین راکتورهای هیبریدی با ایمپلرترابری هوایی به عنوان بیوراکتورهای هوایی مؤثرتری از ظروف تخمیر فعلی راشتون مجهز به توربین همزن تأیید و تثبیت شده اند.
با وجود اینکه راکتورهای ترابری هوایی هیبرید را دارای همزن عملکرد خونی را داشته ، اما در مقایسه با دانش پایه برای طراحی بیوراکتورهای ترابری هوایی و بیوراکتورهای فعلی همزن ، عمده کلی از وجود چنین دستگاهها و تجهیزاتی مطلعند . این مقاله به بیان و ارائه ویژگیها و مشخصات انتقال جرم و هیدرودینامیک یک بیوراکتور بزرگ ترابری هوایی با کمک ایمپلر می پردازد. ایمپلرهای هیدروفویل کم توان پروچم ( prochem ) جهت ارتقاء جریان سیال در راکتور بکار رفت. هیدروفویلهای پروچم در گذشته برای استفاده در بیوراکتورها بررسی و ارزیابی می شد. اما عمدتاً فقط در ترکیب بندی مخزن همزن تیغه ای متداول استفاده می شود. در خصوص راکتورهایی با پروانه های آبی جریان محوری داخل لوله های انتقال گاز ، اما در ظروف و مخازن نسبتاً کوچک بیش از چندین مطالعه و بررسی مختصر ارائه شده است.
شامل 27 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود مقاله انتقال جرم و آمیختگی در بیوراکتورهای ترابری هوایی مجهز به همزن مکانیکی