Fermentör karıştırıcıları, biyoreaktörlerde verimli fermantasyon için gerekli akışkan hareketini ve karıştırmayı sağlayan kritik bileşenlerdir. Başlıca işlevleri şunlardır:

​

Homojen Karıştırma ve Kütle Transferi

• Ortama eklenen substrat, besin maddeleri ve hücrelerin reaktör içinde eşit dağılımını sağlar.

• Gaz kabarcıklarını kültür ortamına ince disperze ederek oksijen transfer katsayısını (kLa) yükseltir.

Isı Transferi ve Sıcaklık Kontrolü

• Ortamda oluşan metabolik ısıyı homojen şekilde dağıtarak sıcak nokta (hot‐spot) oluşumunu engeller.

• Isı değiştirici yüzeylere (ceket, serpantin vb.) iletilen ısı akışını iyileştirir.

Gaz Dispersiyonu

• Giren hava veya oksijeni ince kabarcıklara bölerek gaz‐sıvı ara yüzey alanını maksimize eder.

Kesme (Shear) Yönetimi

• İmpeller tipi ve hız ayarı, hücre dayanıklılığına uygun seçilmelidir.

• Düşük‐shear tasarımlar (ör. paddle, helikal şerit) hassas memeli hücrelerini korurken, dayanıklı mikroorganizmalar yüksek kesme toleransına sahip türbinlerle işlenebilir.

​​

Seçim Kriterleri

1. Akış Deseni

   • Radial‐akışlı impellerler (ör. Rushton türbini): Yüksek türbülans, mükemmel gaz dispersiyonu

   • Aksiyel‐akışlı impellerler (ör. marine pervane): Güçlü hacimsel dolaşım, düşük enerji tüketimi

2. Viskozite ve Yoğunluk

   • Düşük viskoziteli ortamlar: Hızlı dönen türbinler veya pervaneler

   • Yüksek viskoziteli ortamlar: Helikal şerit veya çapa tipi impellerler

3. Shear Hassasiyeti

   • Dayanıklı bakteri/maya kültürleri: Yüksek kesme toleranslı impellerler

   • Hassas memeli hücreleri: Paddle veya düşük‐shear tasarımlar

4. Ölçek & Güç Yoğunluğu

   • Laboratuvar ölçeği vs. endüstriyel tanklar arasında farklı güç/hacim oranları uygulanır

​​

Yaygın İmpeller Tipleri

• Rushton (Düz Bıçak) Türbini
  Gaz dispersiyonu ve karıştırma verimliliğinde üstündür.

• Marine Pervane
  Aksiyel akış sağlar, enerji açısından ekonomiktir.

• Paddle İmpeller
  Düşük kesme stresi, nazik karıştırma sunar.

• Helikal Şerit (Helical Ribbon)
  Yüksek viskoziteli sıvılar ve suspansiyonlar için idealdir.

• Çapa (Anchor) İmpeller
  Tank cidarına yakın hareket ederek çökelmeyi önler; yüksek viskoziteli ortamlar için uygundur.

​​

Performans Ölçütleri

• Viskozite Seviyeleri

  • Düşük (su benzeri): Rushton, marine pervane

  • Orta (şurup kıvamı): Concave‐blade, pitched‐blade

  • Yüksek (jel/krem): Helikal şerit, çapa tipi

• Kesme Gereksinimi

  • Düşük shear: Paddle, helikal şerit, çapa

  • Yüksek karıştırma yoğunluğu: Rushton, disk türbin

• Gaz Dispersiyonu & O₂ Transferi

  • Yüksek transfer: Rushton türbini

  • Orta transfer: Concave‐blade, pitched‐blade

• Enerji Verimliliği

  • Düşük güç tüketimi: Marine pervane, gaz‐lift

  • Maksimum karıştırma: Türbinler