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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Measurement of the flow field in Taylor vortex with using the ultrasound velocimetry and application to the bioreactor system protecting the bio cells from the powered sharing flow

Research Project

Project/Area Number 26420096
Research InstitutionMuroran Institute of Technology

Principal Investigator

河合 秀樹  室蘭工業大学, 工学研究科, 教授 (20292071)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
KeywordsTaylor渦 / 固液分離 / カオス / 混相流 / 微生物流動 / 超音波流速計測
Outline of Annual Research Achievements

バイオ工学や再生医工学分野で注目される血球細胞や未分化細胞などの動物細胞は,細胞壁を持たないため,培養時の撹拌で生じる流体のせん断応力によって損傷を受けやすい.Taylor渦(Taylor Vortex Flow: TVX)は,単純な装置で安定で均一な混合を供する可能性があるため,細胞損傷を低く抑えられることが期待される.本実験では取り扱いが安全で且つ工学上も有用な光合成微生物に注目し,特に細胞壁を持たない種株を選定してTVFによる混合特性を調査した.
本年度は浮遊細胞の藻体破壊評価法,並びに固定化される細胞の均一化率を評価する方法についてそれぞれ探索し,特に藻体破壊評価については以前から開発中の紫外も含めた可視吸光度計による吸光度スペクトルの問題点に焦点を当てた.吸光度法では270nmの紫外波長域で特定のスペクトルを検出できたが,藻体破壊によって露出するクロロフィル以外の培養液濃度にも反応しているため,それらの分離法を確立する必要が生じた.数回の実験により培養液から得られるスペクトルは再現性が高く独特の形状を示すため,培養条件ごとのパターン化を図れば分離できると判断される.これより可視光スペクトルでは検出できなかった微量漏出クロロフィルでも,このスペクトル域を使えば捕捉できる可能性が見出された.
また微生物固定化の不均一性の一因として,付着補助剤であるポリイミン剤の固定化担体への含浸斑の可能性を考え,ポリイミン剤と優位に反応する色素を見出して色素分布による評価を試みた.目視的には質量天秤では捉えられない微量な固着量も色差の違いにより分別できたが,計測的に優位な数量差となるまでのデーター化は未だ模索中である.

  • Research Products

    (3 results)

All 2016

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent2016

    • Author(s)
      Himsar Ambarita and Hideki Kawai
    • Journal Title

      Case Studies in Thermal Engineering

      Volume: 7 Pages: 36-46

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.csite.2016.01.006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Frequency Analysis of Chaotic Flow in Transition to Turbulence in Taylor-Couette System with Small Aspect Ratio2016

    • Author(s)
      Tatsuya Fujii, Yoshihiko Oishi, Hideki Kawai, Hiroshige Kikura, Riky Stepanus Situmorang and Himsar Ambarita
    • Organizer
      1st International Conference on Cimputing and Informatics
    • Place of Presentation
      Medan, Indonesia
    • Year and Date
      2016-12-14 – 2016-12-15
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of particle concentration and location in Taylor-Couette flow by ultrasound echo intensity2016

    • Author(s)
      Yutaro Kato, Yoshihiko Oishi, Hideki Kawai, Hiroshige Kikura
    • Organizer
      7th Forum Studies Environmental and Public Health Issues in the Asian Mega-cities
    • Place of Presentation
      Muroran, Japan
    • Year and Date
      2016-09-01 – 2016-09-02
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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