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Bioreaktortechnik (Subject) / VL 23 (Lesson)

Scale Up

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  • Welche Gründe für Scale-up und Scale-down gibt es? Scale-upFür große Produktionen Scale-downNeue Bedingungen testen (z.B. neuer MO)
  • Welche drei Fälle müssen beim Scale-Up beachtet werden?  Fall 1: nicht-sensitiver Prozess: Scale-up (Volumenvergrößerung) ist ohneProbleme möglich Fall 2: sensitiver Prozess: Scale-up ist problematisch  spezielle Lösungenmüssen gefunden werden Fall 3: extrem sensitiver Prozess: kein scale-up im eigentlich Sinne, sondernein sog. “numbering-up”  kein scale-up über Volumenvergrößerung, sonderndie Anzahl der Reaktoren wird erhöht
  • Was gilt bei der Erhöhung des Leistungseintrags für die DOT und die Viskosität? Bei einer Erhöhung des Leistungseintrags sinkt die DOT und steigt die Viskosität  Der kLa steigt, da die Transferfläche größer wird (kla2 > kla1) Gleichzeitig werden die Pellets kleiner (höhere hydromechanische Belastung) Dadurch wird qO2 größer, da die Mikroorganismen mehr Sauerstoff aufnehmenkönnen (qO2,2 >> qO2,1) In Summe sinkt somit die DOT  Durch das Aufbrechen von größeren, dicken “Pelletklumpen” zu kleineren,fädenartigeren Mycelien steigt die Viskosität an
  • Wie ist der Leistungseintrag bei konstanter Mischzeit bei einem a) kleinen Reaktor b) großen Reaktor? a) kleinb) groß (mehr als Faktor 100 - für gleiche Mischzeit muss sehr schnell gerührt werden)
  • Wie muss man rühren, wenn man einen konstanten Leistungseintrag erreichen will (relative Angabe) bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) schnellb) langsam
  • Wie ist die Produktbildung im Fermenter bei konstantem Leistungseintrag (relative Angabe) bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) hochb) gering
  • Wie ist der Sauerstoffeintrag bei konstantem Leistungseintrag (relative Angabe) in einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) hochb) gering
  • Wie verändert sich die Tropfengröße bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) kleine Tropfen b) große Tropfen
  • Wie beeinflusst die Größe des Reaktors den Hydromechanischer Stress bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) großb) klein
  • Wie ist die Pelletgröße bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) kleinb) groß
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  • Wie ist der kLa-Wert bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) hochb) gering
  • Wie ist die Begasungsrate bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) hochb) gering
  • Wie ist die OTR bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) hochb) gering
  • Hoher Leistungseintrag führt zu... Hohe Produktausbeute/-bildung Dispersion von Tröpfchen/Bläschen Hydromechanischen Stress MOs werden kleiner / Hyphenlänge geringer Viskosität steigt bei filamentösen MOs Gasrezirkulation MOs wachsen besser Säugetierzellen gehen kaputt DOT steigt kLa-Wert steigt Mischzeit wird verringert Besserer OTR
  • Geringer Leistungseintrag führt zu... Schlechtere O2-Verteilung Bessere Produktausbeute (Säugetierzellen) Besseres Wachstum (Säugetierzellen)
  • Wie ist das Wachstum tierischer Zellen bei konstantem Leistungseintrag (relative Angabe) bei einem a) kleinen Rührer b) großen Rührer a) geringb) hoch