Soal Mixer Baffle [PDF]

Citation preview

Soal mixer baffle oleh : Nuryono Budiarto 21030116130112 ATK B 1. Sel pembawa mikro 120 μm diameter digunakan untuk budaya sel CHO rekombinan untuk hormon pertumbuhan. Disarankan untuk menggunakan a 6-cm impeller turbin untuk mencampur kultur dalam tangki berpengaduk 3,5 liter. Udara dan karbon dioksida dipasok oleh aliran melalui bioreaktor ruang kepala. Suspensi microcarrier memiliki kerapatan sekitar 1010 kg m −3 dan viskositas 1,3 × 10−3 Pa s. Perkirakan kecepatan pengaduk maksimum yang diijinkan kerusakan geser turbulen dari sel. Answer : Kerusakan karena pusaran dihindari jika skala Kolmogorov tetap lebih besar dari 2/3 ~ 1/2 diameter manik-manik. Mari kita tentukan kecepatan pengaduk diperlukan untuk menciptakan pusaran dengan ukuran λ = 2/3 × 120 = 80 μm = 8 × 10−5 m. Kekuatan pengaduk menghasilkan pusaran ini dimensi dapat dihitung :



 v3  (1.29 x106 )3 pm   4    0,052m2 s 3 5 4 (8 x10 )   Dimana,



   1.3 X 10 3 V      1,29 X 10m 2 s 1 1010  Massa fluida di zona impeller kira-kira sama dengan ρDi3 di mana ρ densitas cairan dan Di adalah diameter impeller. Karena itu, pengaduknya daya P sama dengan pm dikalikan dengan ρDi 3: P = 0.052 × 1010 × (6 × 10−2)3 = 1.13 × 10−2 kg m2 s−3 = 1.13 × 10−2 W Np 'Sekitar 5 untuk turbin turbin yang beroperasi di turbulen rezim, tergantung pada geometri tangki. Kecepatan pengaduk sesuai dengan ketentuan ini dapat dihitung: 2  P  1 . 13 x 10  Ni    2,89s 3 5  2 5  N D  5 x1010 x(6 x10 )  p i  3



Ni = 1.42 s−1 = 85.5 rpm Aliran hanya bergolak dengan (Re)i = 4 × 103. Analisis ini menunjukkan bahwa kerusakan geser dari pusaran turbulen tidak diharapkan sampai kecepatan pengaduk melebihi sekitar 85 rpm. Jika budaya itu terbuang dengan gas, ada kemungkinan kerusakan geser akan terjadi karena mekanisme lain, misalnya gelembung meledak. Jika viskositas cairan meningkat, ukurannya paling kecil pusaran juga meningkat. Meningkatkan viskositas cairan seharusnya, oleh karena itu, kurangi



kerusakan geser pada bioreaktor. Efek ini memiliki telah ditunjukkan dengan penambahan zat pengental ke sel hewan medium pertumbuhan; peningkatan sedang dalam viskositas telah ditunjukkan untuk secara signifikan mengurangi kematian sel turbulen.