已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Optimizing the rotor design for controlled-shear affinity filtration using computational fluid dynamics

计算流体力学 机械 剪应力 转子(电动) 粒子图像测速 湍流 阻力 化学 剪切(地质) 材料科学 色谱法 机械工程 工程类 物理 复合材料 生物化学
作者
Patrick Francis,D. Mark Martinez,Fariborz Taghipour,Bruce D. Bowen,Charles A. Haynes
出处
期刊:Biotechnology and Bioengineering [Wiley]
卷期号:95 (6): 1207-1217 被引量:11
标识
DOI:10.1002/bit.21090
摘要

Controlled shear affinity filtration (CSAF) is a novel integrated processing technology that positions a rotor directly above an affinity membrane chromatography column to permit protein capture and purification directly from cell culture. The conical rotor is intended to provide a uniform and tunable shear stress at the membrane surface that inhibits membrane fouling and cell cake formation by providing a hydrodynamic force away from and a drag force parallel to the membrane surface. Computational fluid dynamics (CFD) simulations are used to show that the rotor in the original CSAF device (Vogel et al., 2002) does not provide uniform shear stress at the membrane surface. This results in the need to operate the system at unnecessarily high rotor speeds to reach a required shear stress of at least 0.17 Pa at every radial position of the membrane surface, compromising the scale-up of the technology. Results from CFD simulations are compared with particle image velocimetry (PIV) experiments and a numerical solution for low Reynolds number conditions to confirm that our CFD model accurately describes the hydrodynamics in the rotor chamber of the CSAF device over a range of rotor velocities, filtrate fluxes, and (both laminar and turbulent) retentate flows. CFD simulations were then carried out in combination with a root-finding method to optimize the shape of the CSAF rotor. The optimized rotor geometry produces a nearly constant shear stress of 0.17 Pa at a rotational velocity of 250 rpm, 60% lower than the original CSAF design. This permits the optimized CSAF device to be scaled up to a maximum rotor diameter 2.5 times larger than is permissible in the original device, thereby providing more than a sixfold increase in volumetric throughput.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ZZS发布了新的文献求助10
刚刚
桐桐应助唐晓秦采纳,获得10
3秒前
4秒前
张辰熙完成签到 ,获得积分10
6秒前
sg完成签到,获得积分10
7秒前
万能图书馆应助xxx采纳,获得10
9秒前
雨肖完成签到,获得积分10
10秒前
sdd发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
ZZS完成签到,获得积分20
11秒前
艾斯完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
15秒前
叡叡发布了新的文献求助10
16秒前
蒲公英完成签到,获得积分10
16秒前
柒年啵啵发布了新的文献求助10
17秒前
slx发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
Rose完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
青枫木叶发布了新的文献求助10
21秒前
tangrzh发布了新的文献求助10
22秒前
情怀应助sdd采纳,获得10
23秒前
23秒前
科研通AI6.4应助bingan采纳,获得10
26秒前
77完成签到 ,获得积分10
27秒前
田様应助小王采纳,获得10
28秒前
28秒前
tangrzh完成签到,获得积分10
30秒前
31秒前
烂漫的南晴完成签到 ,获得积分20
32秒前
超级无敌暴龙战士完成签到 ,获得积分10
33秒前
没换人完成签到 ,获得积分10
33秒前
充电宝应助橘子采纳,获得10
34秒前
36秒前
笨笨代容发布了新的文献求助10
37秒前
Lebesgue完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
彭于晏应助水风清处采纳,获得10
38秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Physiologic specialization in Peronospora manshurica 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7777711
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9318551
关于积分的说明 20364877
捐赠科研通 7364658
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3319017
关于科研通互助平台的介绍 2466657
邀请新用户注册赠送积分活动 2334247