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LBT - Lebensmittel und Biotechnologie • Thema anzeigen - neue prüfungsfrage vom 26.11.15
Ein neues Thema erstellen Auf das Thema antworten  [ 7 Beiträge ] 
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 Betreff des Beitrags: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 01.12.2015, 19:22 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 03.02.2013, 15:13
Beiträge: 2
You have to scale up a protein chromatography of an antibody with protein A affinity chromatography, beads = 90 µm . at lab scale you have used a 10 mL column with high = 5 cm, velocity = 100 cm/h. At large scale you want to operate at 100 L column. The viscosity of the feed stock has doubled during scale up from 2 to 4 mPas.

1) Calculate the column dimensions at small and large scale
2) Flow velocity of large scale
3) Calculate the pressure drop at small and large scale assuming non-compressible loading

make assumptions and justify

--> hat wer lösungsvorschläge?


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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 09.01.2016, 17:19 
Zellenzähler/in
Zellenzähler/in
LBT User Foto

Registriert: 06.11.2006, 18:09
Beiträge: 309
Wohnort: Wien
Ich stehe bei dem Bsp. ziemlich an, obwohl es total leicht sein müsste o_O

1) Am einfachsten wäre es bei den Dimensionen der großen Säule über die Geometrie zu gehen; die Höhe lässt man konstant (ist ja glaube ich ein Ansatz: h (bzw L), d(Partikel), v gleich lassen...?) setzt das neue Volumen ein uns rechnet sich dadurch einen neuen Durchmesser aus...kann das sein?
2) Ist mir nicht ganz klar...ich dachte, dass die Idee beim Upscaling ist, dass v gleich bleibt...? Q würde sich ändern, ja, aber v....?
3) Ich würde sagen hier nimmt man Carman-Kozeny: Epsilon annehmen und alles andere einsetzen.

Ich würde sagen die relevanten Infos finden sich auf seinen Chromatographie-Slides...123 - 126 oder so. Der Doran ist hier finde ich nicht so hilfreich.

P.S.: Ich glaube außerdem, dass ein Tippfehler in der Angabe von der Prüfung war: Vermutlich sollten es 15 statt 5 cm Höhe sein. Kann mir nämlich irgendwie nicht vorstellen, dass die Labor-Säule fast gleich breit wie hoch ist? O_o

_________________

ざわ ざわ!



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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 09.01.2016, 20:55 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen
LBT User Foto

Registriert: 05.09.2013, 16:02
Beiträge: 18
vlt Jungbauer S 127
"accomodating increased viscosity"
über h=V/A den dlab = 1,6 cm ausrechnen

dann visknew = 2 * viskold
dadurch: 2 mPa * 5 cm * 100 cm/h = 4 mPa * 5 cm * v cm/h
new v= 50 cm/h

und (pi*1,6² * 100 cm/h ) /4 = (pi * d² * 50 cm/h) / 4
new d = 2,26 cm

Flow rate somit 3,35 ml / min

delta-P lab = 0,05 bar
delta-P large = 0,022 bar

:?: :?: :?: :?: :?:

ist die beads-größe wirklich dp ?
kann man epsilon für delta-P-Berechnung einfach so annehmen?


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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 10.01.2016, 08:28 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 21.01.2010, 13:51
Beiträge: 7
Hey,

hier mein Ansatz, habe auch die Folien herangezogen:

d der lab-Säule habe ich wie du berechnet, komme auch auf 1,6 cm

Bei der Berechnung der größeren Säule bin ich von einem konstanten Höhe/durchmesser - Verhältnis ausgegangen

Höhe = 6,25 mal radius

V = r²*pi*6,25*r = 6,25*r³*pi

V = 100 000 cm³

damit komme ich auf folgende Werte:

d(neu) = 34,4 cm
Höhe (neu) = 107,7 cm

Wenn man mit diesen Werten das Volumen berechnet kommt man wieder auf 100L.

mit D0 old = 2*D0 neu :

Einsetzen in D0/d²p * L/v ->
d²p bleibt gleich, Gleichung wird zu:

L/v (old) = 2* L/v (neu)

Komme dann auf v= 4308cm/h

Bei delta P weiß ich auch nicht wirklich wie man rechnen soll


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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 10.01.2016, 13:43 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 05.11.2009, 18:05
Beiträge: 2
hallo leute,

kann mir wer erklären wie ihr auf den dlab kommt:

V=r^2*pi*h -> r^2=(V/pi*h)
einsetzten V=10mL h=5cm
r^2=(0,01 Liter /pi*0,05 meter)
r=0,25m daher ist d=0,5m

wie kommt ihr auf d=1,6 cm?

bittteeeee um hilfe :)

danke


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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 10.01.2016, 14:30 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 21.01.2010, 13:51
Beiträge: 7
10mL sind 10^-5m³, ansonsten habe ich es gleich wie du berechnet.

ALso r = sqr(V/pi*h) = sqr(0,00001m³/pi*0,05m) = 0,008m


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 Betreff des Beitrags: Re: neue prüfungsfrage vom 26.11.15
 Beitrag Verfasst: 10.01.2016, 19:09 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 02.02.2011, 14:25
Beiträge: 14
Hey,
Ich hätte zum up-scale folgenden Vorschlag: ich würde die residence time verdoppeln, wegen der doppelten Viskosität. Die Säule kann man dann wählen, wie man möchte, solang die Aufenthaltszeit 2x so groß ist wie im Labormaßstab. dH ich kann z.B. eine relativ hohe Säule verwenden und die schneller betreiben, oder ich verwend eine niedrige Säule mit großem Durchmesser und fahr sie langsamer.
Je nachdem ob ich eine hohe Säule schnell betreibe, oder eine niedrige langsam krieg ich dann halt mehr oder weniger Druckabfall. Den hab ich mit Karman Kozeny berechnet, wobei bei mir der Druckabfall so gut wie 0 ist in beiden Fällen. In der Praxis wäre das mit dem Druckabfall wohl insofern relevant, wenn die Packung nur einen bestimmten Druck aushält, der nicht überschritten werden darf.

LG


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