Jeżeli wielkość w skali Kolmogorova jest dosyć duża (im większa lepkość płynu, tym ta skala jest większa), tym gorsze mamy mieszanie.
Im większa lepkość, tym większe wiry, a więc w tych większych wirach jest laminamy ruch cieczy, co skutkuje gorszym mieszaniem.
A więc mamy 3 etapy mieszania:
Przechodzimy od makromieszania (dystrybucja całych pakietów cieczy), mieszanych w sposób burzliwy. Tworzenie wirów, które się zmniejszają i przechodzenie do mikromieszania (laminamy ruch cieczy wewnątrz wirów- wiru wielkości skali Kolmogorova oraz molekularne- dyfuzyjne procesy mieszania).
Wielkość wirów maleje wraz z prędkością obrotową mieszadła.
Wielkość wirów w skali Kolmogorova ma jeszcze jedno znaczenie:
Mechanizm niszczenia biokatalizatora:
1) Wielkość wirów, bo one wywołują naprężenie. Zderzając się z cząstkami biokatalizatora o podobnej wielkości, niszczą je.
• Jeżeli mamy hodowlę o lepkości zbliżonej do lepkości wody, wielkość bakterii jest o rząd lub prawie dwa mniejsza od wielkości wirów w skali Kolmogorova. W efekcie mała bakteria prześlizgnie się pomiędzy warstwami laminarnymi wiru i nic jej się nie stanie
• Drożdże mogą być porównywalne do wielkości wirów
• Grzyby strzępkowe, kom roślinne, zwierzęce- ich wielkość jest porównywalna z wielkością wirów
Najgroźniejsze dla komórek są spotkania z wirami o podobnej wielkości
Im wolniej mieszamy, tym mniejsze szanse, że coś zniszczymy. Im wolniej mieszamy, tym mniejsze wiry.
2) Bezpośrednie spotkanie z mieszadłem
3) Pęknięcie pęcherzyka (po dotarciu do powierzchni) powodujące zniszczenie komórki, bo mające wystarczającą do tego siłę
Kultury bakteryjne można mieszać nawet 400-600obr/min (bo są małe)
Grzybowe od 300 już mielą grzyby
Czyli problem: Jak zoptymalizować warunki mieszania, aby nie zniszczyć komórek i dostarczyć odpowiednią ilość tlenu.