生物反应器模拟放大平台应用案例 


   生物反应器的生产表现是难以直观预测的,因其包含了传质、反应等多个混杂的过程,又避不开湍流等问题,使用常规求解方式几乎不可能得到一个较能接收的结果,仅通过公式无法一次性求解。

   除利用流体力学(CFD)分析工具进行迭代求解外,前人曾利用经验式进行反应器的性能预测,其本质更接近于利用公式模板进行数据拟合,其公式的合理性与科学性不足,较难得到一个统一的求解规范,但经验式的一大优点便是求解极快。

   与CFD相比,经验式更依靠数据量,通用性极差,需要前期工作更多,针对不同反应器可能便需要专门测量数据集,拟合获取对应较好的经验式;而CFD通用性极强,展示细节更多,但迭代求解的过程极慢,算力要求与初始设计都偏高,试错成本大。本发酵模拟平台的地位显然不能替代CFD,但却有如下的应用思路:

  1. 求解结果满足精度需求,直接使用代替CFD(或本就没有必要使用CFD,使用本方法可提供一定参考)。
  2. CFD设计反应器前,使用经验式进行模拟,可以更快的接近良好的设计区间,作为过渡方法。
  3. 每个单独反应器的模拟结果,可以定性地作为不同条件下的表现评估标准。

   以下视频将以“200L小试反应器至500吨大型反应器的放大设计”为案例,对ScaleUp生物反应器模拟放大平台的应用展开介绍: