عنوان پایان‌نامه
دستیابی به دانش فنی بیوراکتور با پایش مستقیم در مقیاس کوچک به منظور افزایش تولید درفرایندهای تخمیری
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 962.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46304
- تاریخ دفاع
- ۱۶ خرداد ۱۳۸۹
- دانشجو
- زهرا نوری فعله گری
- استاد راهنما
- قاسم عموعابدینی
- چکیده
- امروزه به منظور اجتناب از انجام آزمایش¬های زیاد، صرف وقت و هزینه در غربالگری میکروارگانیسم¬ها و سلول¬های گیاهی و جانوری و به منظور بهینه¬سازی فرآیندهای زیستی، سیستم¬های بیوراکتور در مقیاس کوچک (میلی، میکرو) به عنوان بیوراکتورهای مینیاتوری توسعه پیدا کرده¬اند، در میان این سیستم¬ها، بیوراکتورهای لرزان به علت قابلیت¬های ویژه از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. علاوه بر این پایش برخط سیستم¬های مینیاتوری، امکان بررسی و برآورد حالت¬های محیط میکروبی را در هر لحظه از زمان انجام فرآیند بدون نیاز به نمونه¬گیری فراهم می¬نماید. بنابراین با توجه به نیاز کشور و عدم وجود این سیستم در آزمایشگاه های تحقیقاتی، طراحی و ساخت این سیستم مورد بررسی قرار گرفت. در تحقیق حاضر سیستم پایش مستقیم دستگاه میلی¬بیوراکتور لرزان مقیاس کوچک مورد بررسی قرار گرفت. سیستم پایش مستقیم به کار رفته شامل حسگرهای اکسیژن، برد الکتریکی و نرم¬افزار (نوشته شده به زبان ) است. در دستگاه ساخته شده محیطی شامل مصرف کننده اکسیژن در درون بیوراکتور قرار گرفته و هم¬زمان با عمل لرزشی و بدون نمونه¬گیری دستی، در هر لحظه میزان مصرف اکسیژن محیط به وسیله حسگرهای اکسیژن ثبت شده و بعد از محاسبه توسط مدل در نرم¬افزار نمایش داده می¬شود. همچنین با توجه به تاثیرات مخرب محدودیت اکسیژن بر فرآیندهای زیستی و اهمیت شناخت شرایط ایجاد آن و اهمیت محاسبه ضریب انتقال جرم حجمی، در این تحقیق برای محاسبه حداکثر نرخ انتقال جرم اکسیژن با استفاده از روش شیمیایی سولفایت سیستم در شرایط متفاوت دور لرزشگر، حجم پر شده و قطر بیوراکتور یک مدل معرفی و ضرایب آن با روش حداقل مربعات محاسبه شده است. برای به دست آوردن ضرایب این مدل، لرزشگر در دورهای 100،200،250،300 تنظیم شده و در بیوراکتوری با قطر 8 و حجم پرشده 25 با توجه به زمان مورد نیاز برای تغییر رنگ، حداکثر نرخ انتقال جرم اکسیژن محاسبه شد، همچنین برای بررسی تاثیر قطر بیوراکتور، بیوراکتورهایی با قطرهای 6،8،10 با حجم پرشده 25 و دور 250 آزمایش شدند و در نهایت در دور 250 و قطر 8، حجم¬های پرشده 50،75 ،15،25 با زمان¬های متفاوت در تغییر رنگ مورد بررسی گرفتند تحت شرایط فوق حداکثر نرخ انتقال جرم اکسیژن در محدوده 023/0-006/0 به دست آمده و همچنین ضریب انتقال جرم حجمی در شرایط فوق به ترتیب 3/137-44/36 محاسبه گردید. نتایج حاصل از مدل تطابق خوبی ((R2=0.995 با نتایج آزمایشگاهی نشان دادند.
- Abstract
- Cell culture systems are fundamental tools in biotechnology. A major limitation of these systems is the lack of high throughput systems for screening purposes. This bottleneck might be alleviated through employing of miniaturized systems. Miniaturized or small-scale bioreactors could be handled in parallel, use small quantities of material and will be enable to explore a wider range of process conditions. The use of small-scale bioreactors has the potential to increase the process development rate, to reduce research cost and also have advantages such as control, automation and scalability to various degrees. Various types of miniaturized shaken bioreactors and their economical effects on process are summarized and compared in this study. the effects of some parameters such as shaking frequency(100, 200, 250,300 rpm), filling volume (15,25,50,75 cc) and diameter (6,8,10 cm) are investigated in thesis then the results of the modelling show good corrospendency with the experimental data (R2=0.995).
