Berechnung und Verwaltung von Scherspannungen in biochemischen Geräten

Scherspannung ist ein entscheidender Faktor bei der Gestaltung und dem Betrieb von biochemischen Geräten. Sie beeinflusst die Lebensfähigkeit der Zellen, die Produktausbeute und die Prozesseffizienz. Eine korrekte Berechnung und das Management von Scherspannungen tragen zur Optimierung der Geräteleistung und zur Gewährleistung der Sicherheit in Bioprozessumgebungen bei.

Shear Stress verstehen

Scherspannung bezieht sich auf die durch Fluidströmung auf die Oberflächen innerhalb der Geräte ausgeübte Kraft pro Flächeneinheit, die durch Fluidgeschwindigkeitsgradienten erzeugt wird und biologische Zellen und Moleküle beeinflussen kann. Übermäßige Scherspannung kann Zellen schädigen oder die Qualität des Produkts verändern, so dass dessen Kontrolle unerlässlich ist.

Berechnung der Scherspannung

Die Berechnung der Scherspannung erfolgt typischerweise unter Berücksichtigung der Fluideigenschaften und der Strömungsverhältnisse.

Scherspannung (τ) = μ * (du/dy)

Dabei ist μ die dynamische Viskosität des Fluids und du/dy der Geschwindigkeitsgradient senkrecht zur Strömungsrichtung.

Scherbeanspruchung bewältigen

Die Steuerung der Scherbeanspruchung umfasst die Anpassung der Betriebsparameter und der Ausrüstungsgestaltung.

Die Überwachung der Scherspannung während des Betriebs trägt dazu bei, Schäden an biologischen Komponenten zu verhindern und die Prozesskonsistenz zu erhalten.