عنوان پایان‌نامه
ساخت بیوراکتور لرزشیخاص درمقیاس نیمه صنعتی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44580;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 924.
- تاریخ دفاع
- ۱۵ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- هوتن گل دوست
- استاد راهنما
- قاسم عموعابدینی
- چکیده
- چکیده در این پروژه مدل سازی و ساخت بیوراکتور لرزشی خاص که از این به بعد یکبار مصرف (Disposable) نامیده می¬شود، در مقیاس نیمه صنعتی مورد مطالعه قرار گرفت. ترکیب تکنولوژی ساده و پر استفاده¬ی بیوراکتور¬های لرزشی با راکتورهای یکبار مصرف استوانه¬ای به همراه بهره جویی از سیستم بررسی آنی (Online Monitoring) برای تحلیل لحظه¬ای فاکتور¬های رشد سلولی، یک گزینه¬ی ایده¬آل برای کشت سلول¬ های گیاهی و حیوانی به منظور تولید در مقیاس نیمه صنعتی ایجاد کرد. برای بررسی افزایش مقیاس، ابتدا میلی¬بیوراکتورهای مدل با سایز ml 500 در مقیاس آزمایشگاهی و سپس بیوراکتور یکبارمصرف تا حجم lit 50 در مقیاس نیمه صنعتی ساخته شد و از جهت پارامتر¬های مهم مهندسی مانند اختلاط، توان مصرفی و سرعت انتقال اکسیژن مورد بررسی قرار گرفته و مقایسه شدند. پس از ساخت بیوراکتورها، به منظور ارزیابی و تایید عملکرد و همچنین بازدهی بالاتر آن¬ها نسبت به انواع معمول، مراحل تست دستگاه¬ها انجام شد. به منظور تست بیوراکتورها از سیستم اکسیداسیون سولفایت استفاده شد که یک روش دقیق بر مبنای مصرف اکسیژن و تبدیل SO3 به SO4 می¬باشد. با استفاده از سیستم سولفایت اثر سرعت گردش (RPM)، حجم عملیاتی و هوادهی و توان مصرفی بر عملکرد هر کدام از بیوراکتورها ابتدا به صورت جداگانه بررسی شد و سپس با مقایسه داده¬های حاصل در آن¬ها، پارامترهای افزایش مقیاس تحلیل شد. در مرحله¬ی آخر به منظور تایید نهایی عملکرد بیوراکتورها، بیشینه و کمینه¬ی OTRmax در بیوراکتورها محاسبه شد. نتایج حاصل از تست¬ها، قابلیت کشت انواع سلول-های گیاهی و حیوانی را با عملکرد میانه¬ی بیوراکتورها به خوبی تایید می¬کند. بدین ترتیب مراحل طراحی و ساخت اولین بیوراکتور لرزشی یکبارمصرف در مقیاس نیمه صنعتی با قابلیت عملکرد پیوسته و اولین میلی¬بیوراکتور لرزشی پیوسته در مقیاس آزمایشگاهی در سطح ملی با موفقیت انجام شد. کلمات کلیدی: بیوراکتور یکبار¬مصرف؛ میلی¬بیوراکتور؛ بررسی آنی؛ تکنولوژی لرزشی؛ سیستم سولفایت.
- Abstract
- Abstract In this thesis, modeling and manufacture of a pilot scale shaken disposable bioreactor was studied. The very simple, versatile and widely used shaken technology was combined with the cylindrical disposable reactors and online monitoring system to make it an ideal choice for cultivation of plant, animal and insect cell cultures for pilot-scale production. To study scale up parameters, cylindrical milibioreactors of 500 mL nominal volume as lab-scale models and disposable bioreactors up to 50 L volume as the main bioreactors were thoroughly characterized in terms of important engineering parameters such as mixing, power consumption, and oxygen transfer rate. To evaluate manufactured bioreactors and verify operation and higher efficiency than conventional bioreactors, some case studies were done. Tests were done using the well-known Sulfite System which is a promising method based on oxidation of SO3 ¬to SO4¬. Effect of RPM, filling volume, aeration and power consumption were studied on each scale on bioreactor operation and scale up parameters discussed based on the presented results. As the final verification, maximum and minimum of OTRmax were calculated on each scale. The results completely prove that plant, animal and insect cells can be easily cultivated at relatively “mild” operating conditions. Keywords: Disposable Bioreactor, Milibioreactor, Online Monitoring, Shaken Technology, sulfite system
