Kolba Erlenmeyera

Emil Erlenmeyer

Kolby Erlenmeyera (synonim kolbach ) został opracowany w 1860 Emil Erlenmeyera (1825-1909) - niemieckiego chemika. Jest to szklane naczynie z szyjką zwężającą się ku górze, w przeciwieństwie do zlewki . Jest używany jako urządzenie laboratoryjne . W zastosowaniach laboratoryjnych dostępne są różne wersje kolby Erlenmeyera, wąska szyjka (DIN 12380 / ISO 1773) i szeroka szyjka (DIN 12385) z wybrzuszonym brzegiem i podziałką oraz, w zależności od zastosowania, również kolby ze standardowym szlifem ( DIN EN ISO 4797), np. B. również do atomizerów lub kolb jodoodpornych z kołnierzem i bez.

Dzięki zwężającej się szyjce ryzyko niekontrolowanego wydostawania się cieczy z kolby podczas dodawania substancji, wirowania, mieszania lub gotowania jest znacznie mniejsze niż w przypadku zlewek.

Więc możesz wygodnie z. B. płyny są mieszane lub procesy rozpuszczania są przyspieszane przez - nawet stosunkowo gwałtowne - wirowanie lub mieszanie. Podobnie jak kolba okrągłodenna , nadaje się również do mieszadła magnetycznego , ale można ją odłożyć bezpośrednio ze względu na płaskie dno. (Z drugiej strony, kolba okrągłodenna wymaga pierścienia z korka lub statywu, aby stać na stałe, ten drugi sprawia, że ręczne obracanie lub częste sprawdzanie przez trzymanie jej pod światło jest bardziej nieporęczne.)

Cienkościenne kolby Erlenmeyera nie mogą być wystawiane na działanie próżni , ponieważ istnieje ryzyko implozji z powodu płaskiego dna . Specjalną grubościenną formą kolby Erlenmeyera jest butelka do karmienia .

Kolby Erlenmeyera wykonane są głównie ze szkła (dziś głównie ze szkła borokrzemianowego ), ale czasami także z różnych tworzyw sztucznych takich jak poliwęglan , kopoliester politereftalanu etylenu (PETG), polimetylopenten , polipropylen czy politetrafluoroetylen (PTFE). Tradycyjnie kolby Erlenmeyera są zamykane korkami, aby zapobiec zanieczyszczeniu, ale są też modele z zakrętkami. Objętości wahają się od 25 do 10 000 ml. Szklane kolby są odporne chemicznie na rozpuszczalniki, mocne kwasy lub roztwory zasad i można je łatwo czyścić i sterylizować w autoklawie, dzięki czemu można je wielokrotnie używać. W zależności od użytego materiału, tłoki z tworzywa sztucznego są częściowo odporne na rozpuszczalniki i mogą być sterylizowane w autoklawie w ograniczonym zakresie i są zwykle używane jako artykuły jednorazowego użytku.

Kolba Erlenmeyera z szeroką szyjką, dawniej nazywana małpą gębą .

Różne kolby Erlenmeyera
Kolba Erlenmeyera, oryginalny rysunek
Kolba Erlenmeyera 500 ml
Kolba Erlenmeyera 50 ml wąska szyjka
Kolba Erlenmeyera 50 ml szeroka szyjka ( kret małpa )

Aplikacje

Mieszanie: płyny można mieszać w kolbie Erlenmeyera przez wirowanie lub mieszanie, zawiesiny można utrzymywać w stanie stabilnym lub można przyspieszyć procesy rozpuszczania. Płaskie dno zapewnia, że kolby Erlenmeyera są stabilne i mogą być używane na mieszadłach magnetycznych do mieszania materiałów. Stożkowy kształt i zwężająca się szyjka zmniejszają ryzyko rozpryskiwania w porównaniu do otwartych zlewek.
Podgrzewanie: Kolby Erlenmeyera wykonane ze szkła nadają się do podgrzewania płynów.
Hodowla drobnoustrojów: Do hodowli drobnoustrojów tlenowych stosuje się mechanicznie wstrząsane naczynia hodowlane, do tego doskonale nadają się kolby Erlenmeyera. Kolbę Erlenmeyera wypełnioną ciekłą kulturą porusza się na wytrząsarce w celu utrzymania równomiernego rozmieszczenia mikroorganizmów w cieczy i ułatwienia wymiany gazowej między fazą ciekłą i gazową. Rozmiar używanych kolb Erlenmeyera waha się od mililitra do litra, w zależności od zastosowania. Przegrody (występy skierowane do wewnątrz) w kolbie Erlenmeyera zwiększają turbulencje w cieczy podczas wstrząsania, a tym samym sprzyjają wymianie gazowej między cieczą a fazą gazową. Sprzyja to wprowadzaniu tlenu, a tym samym przyspiesza wzrost organizmów uprawnych. Ten rodzaj hodowli jest często stosowany przed bardziej wymagającymi technicznie uprawami w laboratoryjnym fermentorze .

Zaopatrzenie w tlen w kulturach wstrząsanych

Dostateczne zaopatrzenie płynnej kultury w tlen oraz optymalne pH to podstawowe wymagania dla wszystkich procesów komórkowych. Stężenie tlenu w pożywce płynnej zależy od ilości tlenu rozpuszczonego w pożywce, ilości tlenu w fazie gazowej nad pożywką oraz ilości pęcherzyków gazu w pożywce. Decydujące znaczenie dla efektywności wprowadzania tlenu ( zależny od objętości współczynnika wnikania masy , synonim wartości kLa) do naczynia hodowlanego ma wielkość pęcherzyków gazu, które powstają w wyniku ruchów mieszających. Aby zmniejszyć tworzenie się piany, z. Dodanie środków przeciwpieniących T. , które prowadzą do znacznego obniżenia wartości kLa. Tradycyjne korki i długość szyjki kolby również zmniejszają dopływ tlenu do płynnej kultury. W przeciwieństwie do tego, kolby Erlenmeyera z przegrodami zwiększają zarówno mieszanie cieczy, jak i powierzchnię dostępną do przenoszenia tlenu na granicy powietrze-ciecz, a tym samym prowadzą do lepszego dostarczania gazu do komórek.

Monitorowanie dopływu tlenu i innych fizykochemicznych parametrów środowiskowych (np. wartości pH, stężenia rozpuszczonego dwutlenku węgla) w kolbach do wytrząsania jest szczególnie ważne w inżynierii bioprocesowej w celu utrzymania stałych warunków życia w płynnej hodowli. Oprócz klasycznych chemicznych i elektrochemicznych metod oznaczania stężenia tlenu , coraz częściej stosuje się techniki oparte na luminescencji. Zaletą tych optycznych metod pomiarowych jest to, że w pożywce nie zużywa się tlenu, pomiar jest niezależny od wartości pH i siły jonowej, a nawet kilka parametrów metabolicznych można określić równolegle w warunkach aseptycznych bez pobierania próbek. Dzięki tej kontroli online, krytyczne stężenia parametrów procesu w kulturach płynnych mogą być wykrywane w odpowiednim czasie i korygowane poprzez zmianę pożywki lub obróbkę kultury.

Dla dobrego napowietrzenia i wymieszania płynnej kultury ważna jest również rotacja płynu „w fazie”, tj. H. ruch synchroniczny z ruchem potrząsania tacki. W pewnych warunkach wstrząśnięta kultura może „przesunąć się w fazę”. Ciecz chlupocze w niekontrolowany sposób na dnie tłoka, co skutkuje słabym mieszaniem, zmniejszonym transferem gaz-ciecz i mniejszym poborem mocy. Głównym czynnikiem, który powoduje, że płynna kultura „wychodzi z fazy” jest lepkość podłoża. Ale również małe średnice wytrząsania, niski poziom napełnienia oraz wiele i/lub duże przegrody sprzyjają zmianie stanu.

Projekty

Istnieje kilka standardów dotyczących kolb Erlenmeyera:

DIN ISO 1773 kolby Erlenmeyera z wąską szyjką
EN ISO 24450 Kolby Erlenmeyera z szeroką szyjką
DIN ISO 4797 Erlenmeyer ze standardowym szlifem

Poniższe rozmiary są opisane w normach

**Kolba Erlenmeyera z wąską szyjką**
Objętość nominalna ml	Największa średnica zewnętrzna mm	Średnica zewnętrzna szyi mm	Całkowita wysokość mm	Grubość ścianki (min.) Mm
25.	42 ± 1	22 ± 1	75 ± 3	0,8
50	51 ± 1	22 ± 1	90 ± 3	0,8
100	64 ± 1,5	22 ± 1	105 ± 3	0,8
250	85 ± 2	34 ± 1,5	145 ± 3	0,9
500	105 ± 2	34 ± 1,5	180 ± 4	0,9
1000	131 ± 3	42 ± 2	220 ± 4	1,3
2000	166 ± 3	50 ± 2	280 ± 4	1,5
3000	187 ± 3	50 ± 2	310 ± 5	1,8
5000	220 ± 3	50 ± 2	365 ± 5	1,8

**Kolba Erlenmeyera z szeroką szyjką**
Objętość nominalna ml	Największa średnica zewnętrzna mm	Średnica zewnętrzna szyi mm	Całkowita wysokość mm	Grubość ścianki (min. / maks.) Mm
50	51 ± 1	34 ± 1,5	85 ± 3	0,8 / 2,5
100	64 ± 1,5	34 ± 1,5	105 ± 3	0,8 / 2,5
250	85 ± 2	50 ± 2	140 ± 3	09 / 3.3
500	105 ± 2	50 ± 2	175 ± 4	09 / 3.3
1000	131 ± 3	50 ± 2	220 ± 4	1,3 / 3,6

DIN 4797 opisuje dwie różne serie kolb Schlifferlenmeyera

**Szlifowana kolba Erlenmeyera**
Objętość nominalna ml	rząd 1		Rząd 2
Objętość nominalna ml	Całkowita wysokość mm	Wielkość złącza NS	Nominalna wysokość całkowita mm	Wielkość złącza NS
10	60 ± 3	14/23	---	---
25.	70 ± 3	14/23 19/26	70	14/23 19/26
50	85 ± 3	14/23 19/26	85	14/23 19/26 24/29 29/32
100	100 ± 6	14/23 19/26 24/29 29/32	105	14/23 19/26 24/29 29/32
250	140 ± 6	19/26 24/29 29/32	135	19/26 24/29 29/32 34/35
500	175 ± 6	19/26 24/29 29/32	170	19/26 24/29 29/32 34/35
1000	220 ± 7	24/29 29/32 34/35	210	24/29 29/32 34/35
2000	270 ± 7	24/29 29/32 34/35	275	24/29 29/32 34/35
3000	---	---	310	34/35 45/40
5000	---	---	365	34/35 45/40

literatura

D. Schlee, H.-P. Kleber (red.): Dictionaries of Biology - Biotechnology Part II. Gustav-Fischer Verlag, Jena 1991, ISBN 3-334-00311-6 , s. 923.
Podręcznik chemii nieorganicznej. Verlag Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 , s. 7.
Atlas kieszonkowy biotechnologii i inżynierii genetycznej. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2002, ISBN 3-527-30865-2 , s. 192.

linki internetowe

Commons : Erlenmeyer Flask - kolekcja obrazów, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

^ Chemia Brockhaus ABC. FA Brockhaus Verlag, Lipsk 1965, s. 702–703.
↑ Arthur Stähler i wsp. (red.): Podręcznik metod pracy w chemii nieorganicznej. Veith i Co., Lipsk 1913, s. 99.
^ S. Schiefelbein, A. Fröhlich, GT John, F. Beutler, C. Wittmann, J. Becker: Zaopatrzenie w tlen w jednorazowych kolbach do wytrząsania: przewidywanie szybkości transferu tlenu, nasycenia tlenem i maksymalnego stężenia komórek podczas wzrostu tlenowego. W: Listy Biotechnologii. 35, nr 8, 2013. doi: 10.1007 / s10529-013-1203-9 . PMID 23592306
↑ ^a^b V. C. Hass, R. Pförtner (red.): Praktyka inżynierii bioprocesowej z wirtualnym stażem. Springer Spectrum, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8274-1795-4 , s. 19f.
^ S. Routledge: Poza odpienianiem: Wpływ środków przeciwpieniących na produktywność bioprocesów. W: Computational and Structural Biotechnology Journal. 3, nr 4, 2012. doi: 10.5936 / csbj.201210014 . PMID 24688674 .
↑ JS Schultz: Zamknięcie bawełniane jako bariera napowietrzania w fermentacji w kolbach wytrząsanych. W: Journal of Applied Microbiology. 12, nr 4, 1964. PMC 1058122 (wolny pełny tekst).
↑ ^a^b A. Gupta, G. Rao: Badanie transferu tlenu w kolbach wstrząsanych przy użyciu nieinwazyjnego czujnika tlenu. W: Biotechnologia i Bioinżynieria. 84, nr 3, 2003. PMID 12968289 .
↑ Y. Amao: Sondy i polimery do optycznego wykrywania tlenu. W: Microchimica Acta. 143, nr 1, 2003, doi: 10.1007 / s00604-003-0037-x .
↑ T. Anderlei, W. Zang, M. Papaspyrou, J. Büchs: Pomiar aktywności oddechowej online (OTR, CTR, RQ) w wytrząsanych kolbach. W: Czasopismo Inżynierii Biochemicznej. 17, nr 3, 2004, doi: 10.1016 / S1369-703X (03) 00181-5 .
↑ J. Büchs, U. Maier, C. Milbradt, B. Zöls: Pobór mocy w kolbach do wytrząsania na obrotowych wytrząsarkach: II Bezwymiarowy opis specyficznego poboru mocy i reżimów przepływu w kolbach bez przegrody przy podwyższonej lepkości cieczy. W: Biotechnologia i Bioinżynieria. 68, nr 6, 2000. PMID 10799984 .
↑ J. Buechs, S. Lotter, C. Milbradt: Przesunięte w fazie warunki pracy, dotychczas nieznane zjawisko w bioreaktorach wstrząsających. W: Czasopismo Inżynierii Biochemicznej. 7, nr 2, 2001. doi: 10.1016 / S1369-703X (00) 00113-3 .
↑ CP Peter, S. Lotter, U. Maier, J. Buechs: Wpływ warunków poza fazą na wyniki badań przesiewowych w eksperymentach w kolbach z wytrząsaniem W: Biochemical Engineering Journal. 17, 2004. doi: 10.1016/S1369-703X (03) 00179-7 .

[ABC_Chemie-1] Chemia Brockhaus ABC. FA Brockhaus Verlag, Lipsk 1965, s. 702–703.

[2] Arthur Stähler i wsp. (red.): Podręcznik metod pracy w chemii nieorganicznej. Veith i Co., Lipsk 1913, s. 99.

[3] S. Schiefelbein, A. Fröhlich, GT John, F. Beutler, C. Wittmann, J. Becker: Zaopatrzenie w tlen w jednorazowych kolbach do wytrząsania: przewidywanie szybkości transferu tlenu, nasycenia tlenem i maksymalnego stężenia komórek podczas wzrostu tlenowego. W: Listy Biotechnologii. 35, nr 8, 2013. doi: 10.1007 / s10529-013-1203-9 . PMID 23592306

[Praxis_Bioprozesstechnik-4] V. C. Hass, R. Pförtner (red.): Praktyka inżynierii bioprocesowej z wirtualnym stażem. Springer Spectrum, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8274-1795-4 , s. 19f.

[5] S. Routledge: Poza odpienianiem: Wpływ środków przeciwpieniących na produktywność bioprocesów. W: Computational and Structural Biotechnology Journal. 3, nr 4, 2012. doi: 10.5936 / csbj.201210014 . PMID 24688674 .

[6] JS Schultz: Zamknięcie bawełniane jako bariera napowietrzania w fermentacji w kolbach wytrząsanych. W: Journal of Applied Microbiology. 12, nr 4, 1964. PMC 1058122 (wolny pełny tekst).

[Gupta-7] A. Gupta, G. Rao: Badanie transferu tlenu w kolbach wstrząsanych przy użyciu nieinwazyjnego czujnika tlenu. W: Biotechnologia i Bioinżynieria. 84, nr 3, 2003. PMID 12968289 .

[8] Y. Amao: Sondy i polimery do optycznego wykrywania tlenu. W: Microchimica Acta. 143, nr 1, 2003, doi: 10.1007 / s00604-003-0037-x .

[9] T. Anderlei, W. Zang, M. Papaspyrou, J. Büchs: Pomiar aktywności oddechowej online (OTR, CTR, RQ) w wytrząsanych kolbach. W: Czasopismo Inżynierii Biochemicznej. 17, nr 3, 2004, doi: 10.1016 / S1369-703X (03) 00181-5 .

[10] J. Büchs, U. Maier, C. Milbradt, B. Zöls: Pobór mocy w kolbach do wytrząsania na obrotowych wytrząsarkach: II Bezwymiarowy opis specyficznego poboru mocy i reżimów przepływu w kolbach bez przegrody przy podwyższonej lepkości cieczy. W: Biotechnologia i Bioinżynieria. 68, nr 6, 2000. PMID 10799984 .

[11] J. Buechs, S. Lotter, C. Milbradt: Przesunięte w fazie warunki pracy, dotychczas nieznane zjawisko w bioreaktorach wstrząsających. W: Czasopismo Inżynierii Biochemicznej. 7, nr 2, 2001. doi: 10.1016 / S1369-703X (00) 00113-3 .

[12] CP Peter, S. Lotter, U. Maier, J. Buechs: Wpływ warunków poza fazą na wyniki badań przesiewowych w eksperymentach w kolbach z wytrząsaniem W: Biochemical Engineering Journal. 17, 2004. doi: 10.1016/S1369-703X (03) 00179-7 .

Languages