如何选择适合的生物反应器搅拌桨？

Question

如题所述

Answer 1

在生物反应器设计的精密世界中，搅拌桨的选择如同精密配比的艺术，既要确保高效混合，又要尽量减小对细胞的潜在伤害。如何在两者之间找到最佳平衡，是生物反应器搅拌桨设计的核心挑战。

桨叶的结构和转速是决定反应器性能的关键因素。径向流、轴向流和混合流三种类型，各有其独特的特性：

径向流桨叶如Rushton桨叶，以其平叶或碟式涡轮的形态闻名。它产生单向流动，虽然剪切力较大，适合高粘度液体，但混合效果欠佳。Rushton桨通常用于对剪切力耐受的细胞培养，如酵母、细菌等，转速范围一般在100-600rpm。
轴向流桨叶，如螺旋搅拌桨，通过推进液体形成轴向循环，剪切力较小，但混合效果同样有限，适合低粘度流体。转速通常在100-500rpm，适用于液-液体系的混合和温度均一化，对气体吸收效果不佳，多用于厌氧培养。
混合流桨叶，如Elephant Ear桨叶，结合轴向和径向流动，提供优异的混合效果与较小的剪切力，适用于动物细胞培养，转速通常较低，约1-100rpm。

简单但实用的桨式叶轮，如双叶片设计，根据叶片安装方式，可以分别提供径向或轴向流，主要应用于防止分离和固-液体系中防止沉降，但不适合气液分散或高细度气体分散。

在选择时，需综合考虑反应器的液体特性、细胞培养的需求以及搅拌效果，以确保最优的搅拌性能和细胞健康。每一种桨叶类型都有其适用范围，而恰当的桨叶设计和转速控制，就是生物反应器成功的关键所在。

请记住，每个细节都关乎效率和细胞生长，所以在挑选生物反应器搅拌桨时，务必细致入微，精确匹配。