摘要:对甲烷的氢和二氧化碳发酵,称为生物甲烷,是提供可再生和易于储存能量的一种有希望的方法。生物 - 甲基化的主要挑战是氢气的低气流转移。通过多孔膜注射气体可用于获得微泡和高气流转移。然而,仍然缺少使用发酵汤中膜形成气泡形成的理解。这项研究的重点是液压和流量速率在膜中的影响,气体流量,膜疏水性,表面和孔径对在实际发酵条件下通过多孔膜注入气体的气体对氢的总体气体至液体传输系数(K L A)。已经表明,K l a增加了13%,液压从0.5 bar增加到1.5 bar。与疏水膜相比,亲水膜的使用增加了17%。孔尺寸为0.1 µm的膜产生的k l a值较高,而50 kDa和300 kDa。液体交叉速度在研究范围内不会影响K L A。
搅拌槽式生物反应器最初是基于传统微生物发酵罐的设计原理,严重依赖不锈钢技术。因此,搅拌槽式生物反应器中大多数鼓泡系统的设计并不适用于哺乳动物细胞培养。典型的微生物发酵罐依靠高剪切搅拌器(如 Rushton 叶轮)来破碎效率较低的鼓泡器设计中形成的气泡。再加上高气体流速,这会导致剧烈的气体分布以提供足够的质量传递。虽然大多数微生物发酵培养物(如大肠杆菌)在这些条件下都能生长良好,但哺乳动物细胞培养通常需要使用斜叶片或船用叶轮的温和混合方式,以及较低的气体剪切速率,这需要设计不同的鼓泡器 [1–3]。因此,对于现代细胞培养生物反应器而言,精心设计分布器的材料、孔径和数量、分布器的几何形状、相对于叶轮的位置、有效气体流量范围以及由此产生的操作气体入口速度至关重要。
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