Single-use 펌프와 표준 펌프에서의 기계적 스트레스를 예측할 수 있는 비용 효과적이고 신뢰성 있는 방법

교반형 바이오 리액터에서의 전단력을 확인하기 위해, 유수 에멀젼(Oil-water emulsions)을 사용한 비용 및 시간 효율적인 예측 방법에 대한 적합성은 여러 차례 입증이 되었습니다. 하지만, 펌프에 대한 적용은 아직까지 제대로 설명이 되지 않고 있습니다. 이 리포트에서는, Levitronix PuraLev^® Multi-use (MU) 시리즈 (PuraLev^® 200MU와 PuraLev^® 600MU), 연동 펌프 (Masterflex^® I/P Easy Load), 그리고 4-피스톤 다이어프램 펌프 (Quattroflow 1200- SU, where SU is single-use)를 대상으로, 모델링 된 유수 에멀젼 시스템에서 인라인 내시경을 통한 액적 사이즈 측정으로 그 차이를 확인할 수 있었습니다.  자우터 평균 입경이 펌프의 기계적 스트레스를 예측하기위한 기준 항목으로 설정이 되었습니다. 연구에 따르면, PuraLev^® MU 펌프는 유사한 동작 조건에서 다른 펌프들에 비하여 최대 59% 더 큰 자우터 평균 입경을 보였습니다. 전산 유체 역학을 통하여 PuraLev^® MU 펌프 들에서 훨씬 원활한(유선형의) 유체의 흐름과 낮은 난류 에너지 소실률을 보였으며, 이는 이번 실험 결과와 큰 상관 관계가 있음을 확인할 수 있었습니다.  자우터 평균 입경을 예측하기 위하여 실험 및 전산 유체 역학 데이터를 결합한 계산식이 사용되었습니다. 모델의 예측 값과 실험 데이터 간의 편차가 13% 미만으로 해당 실험 결과의 타당성을 입증할 수 있었습니다.