Biyoreaktörlerde verimliliği 1000 kat artıran membran

Endüstriyel tesislerin gizli verimlilik katili olan mikro baloncuklar, geliştrilen ‘aerofilik’ membranlar sayesinde artık bir engel olmaktan çıkıyor. Üretim hızını 1000 kat artıran bu teknoloji, biyolojik üretimden nükleer santrallere kadar kritik tesislerde darboğazları ortadan kaldıracak.

Dünya genelindeki endüstriyel tesislerde mikro baloncuklar; filtreleri tıkayarak üretimi durdurma, kimyasal reaksiyonları bozma ve hassas elektronik sistemlerde aşırı ısınmaya yol açma gibi ciddi maliyetli sorunlara neden oluyor. MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) araştırmacıları, PNAS dergisinde yayımlanan çalışmalarında, ‘hava seven’ anlamına gelen aerofilik bir membran malzemesinin ardındaki fiziği deşifre ederek, bu sorunu kökten çözen bir harita çıkardı.BİYOREAKTÖRLERDE 1000 KAT HIZLANMAÖzellikle son on yılda biyolojik üretimde yaşanan ivme, reaktör verimliliğini milimetre başına 100 milyon hücre seviyesine çıkardı. Ancak baloncuk tahliyesi ve köpük giderme işlemleri bu hıza ayak uyduramayarak üretimin önündeki en büyük engel haline geldi. MIT ekibi, geliştirdikleri yeni nesil membranlarla biyoreaktörlerdeki kabarcık giderme sürecinde 1000 katlık bir hızlanma sağladıklarını kanıtladı.KİMYASAL VE MEKANİK MÜDAHALEYE SONGünümüzde şirketler köpüklenmeyi durdurmak için köpük önleyici kimyasallar, ultrason veya mekanik köpük kırıcılar kullanıyor. Ancak bu yöntemlerin ciddi dezavantajları bulunuyor:Kimyasal riskler: Köpük gidericiler hücreler için toksik olabiliyor.Mekanik hasar: Çalkalama işlemleri hassas biyolojik materyallere zarar verebiliyor.Maliyet: Ekipman ve kimyasal kullanımı operasyonel maliyetleri artırıyor.MIT’nin geliştirdiği su iten (hidrofobik) ve hava çeken (aerofilik) membranlar, mevcut sistemlere kolayca entegre edilerek herhangi bir dış müdahaleye gerek kalmadan gazın tahliye edilmesini sağlıyor.ÜRETİMDE ÜÇ KRİTİK FİZİKSEL SINIRAraştırmacılar, baloncukların yok olma hızını belirleyen üç ana fiziksel sınırı ilk kez net bir şekilde tanımladı. Bu çalışma, mühendislerin kendi sistemleri için en uygun membranı seçmelerine olanak tanıyan bir ‘tasarım haritasına’ dönüştürüldü:SEKTÖREL GELECEK VE TİCARİLEŞMEProf. Kripa Varanasi, sağlık şirketlerinden bira fabrikalarına kadar pek çok farklı sektörün bu çalışmaya büyük ilgi gösterdiğini belirtti. Geliştirilen fiziksel model, sadece sanayi tesislerinde değil; petrol sızıntılarının temizlenmesinde veya yeşil hidrojen üretiminde elektrotlardan gazın verimli şekilde çıkarılmasında da kullanılabilecek.Varanasi, "Bu teknoloji, mevcut sistemlerin performans limitlerini yeniden belirliyor. Sanayinin bu darboğazını ortadan kaldırarak tamamen yeni verimlilik seviyelerine ulaşmak için sektör temsilcileriyle çalışmaya hazırız" ifadelerini kullandı.