Die Entwicklungszeiten von Bioprozessen können durch Miniaturisierung und Parallelisierung von Bioreaktoren signifikant verkürzt werden. Viele der für eine erfolgreiche Maßstabsübertragung notwendigen verfahrenstechnischen Kenngrößen sind aber in miniaturisierten Bioreaktoren nicht messtechnisch zugänglich. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, am Beispiel von unterschiedlichen Rührkesselreaktoren im Millilitermaßstab zu untersuchen, welche dieser Kenngrößen mithilfe von numerischer Strömungssimulation abschätzbar sind. Es konnte gezeigt werden, dass Energiedissipation und –verteilung und auch die für den Stofftransport Gas–Flüssig wichtige Phasengrenzfläche in vielen Fällen gut simuliert werden können. Am Beispiel der Homogenisierung von feststoffhaltigen Reaktionsmedien konnten durch die Anwendung der numerischen Strömungssimulation die Entwicklungszeit geeigneter Rührsysteme verkürzt und Mischzeiten gut voraus berechnet werden.      «

Die Entwicklungszeiten von Bioprozessen können durch Miniaturisierung und Parallelisierung von Bioreaktoren signifikant verkürzt werden. Viele der für eine erfolgreiche Maßstabsübertragung notwendigen verfahrenstechnischen Kenngrößen sind aber in miniaturisierten Bioreaktoren nicht messtechnisch zugänglich. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, am Beispiel von unterschiedlichen Rührkesselreaktoren im Millilitermaßstab zu untersuchen, welche dieser Kenngrößen mithilfe von numerischer Strömungssimu...     »

Development times of bioprocesses can be reduced by downscaling and parallel operation of bioreactors. However, many of the process variables needed for a successful scale-up cannot be measured in miniaturized bioreactors. Thus, the objective of this work was to assess which of these process variables could be estimated by means of computational fluid dynamics using the examples of different milliliter-scale stirred-tank bioreactors. For most cases, it was possible to simulate energy dissipations and distributions in good agreement with reference data and also the interface between gas and liquid phase which is crucial for gas-liquid mass transfer in bioprocesses. The homogenization of reaction media containing solids was taken as an example to show that the development time of new stirrers can be shortened substantially by applying computational fluid dynamics. Additionally, mixing times for these systems could be predicted well.     «

Development times of bioprocesses can be reduced by downscaling and parallel operation of bioreactors. However, many of the process variables needed for a successful scale-up cannot be measured in miniaturized bioreactors. Thus, the objective of this work was to assess which of these process variables could be estimated by means of computational fluid dynamics using the examples of different milliliter-scale stirred-tank bioreactors. For most cases, it was possible to simulate energy dissipation...     »