بررسی اثر قطر دیسک ارتعاشی حفره‌دار در ایجاد اختلاط قوی با نرخ اضمحلال انرژی پایین در یک رآکتور همزن جدید

نویسندگان

1 استاد،دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران

2 دانشجوی دکتری،دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

3 استاد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

doi
چکیده

کاربرد مخزن­های همزن در صنایع مختلف به دلیل کارایی، اختلاط مناسب و هزینه کم بسیار گسترده است. به طور معمول همزن­های استفاده شده در این دستگاه­ها از نوع پروانه­ای است که با حرکت چرخشی عمل اختلاط را انجام می­دهند. یکی از مهم‌ترین مشکلات این نوع همزن­ها اعمال تنش برشی بالا است که در کاربردهای زیست­فناوری و حساس، مخرب است. در این پژوهش رآکتور همزن جدیدی در مقیاس آزمایشگاهی معرفی شده است که با استفاده از دیسک ارتعاشی حفره­دار اختلاط را در سطوح تنش برشی پایین فراهم می­آورد. بررسی آزمایشگاهی و شبیه­سازی عددی این رآکتور همزن با محوریت بررسی اثر قطر دیسک انجام شده است. در بخش آزمایشگاهی، سلول راجی به­عنوان یکی از حساس­ترین ذرات زنده در این رآکتور همزن و با دیسک­های به قطر (mm) 25 و 65 کشت داده شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان­دهنده اثر کاهشی قطر دیسک بر شاخص­های رشد سلول شامل لگاریتم طبیعی بیشینه غلظت سلول و بهره­وری است. این شاخص­ها، هنگام استفاده از دیسک (mm) 25 بالا و به ترتیب 2/13 و (cells/hmL) 4685 است که  عملکرد مناسب این رآکتور همزن را در کشت سلول نشان می­دهد. نتایج حاصل از شبیه­سازی عددی نشان­دهنده افزایش ده برابری فاکتور نرخ اضمحلال انرژی با افزایش قطر دیسک از (mm) 25 به 65 است که تطابق منطقی نتایج حاصل از شبیه­سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی را نشان می­دهد.