Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Модели колонных биореакторов

Модели колонных биореакторов [c.156]

Рис. 3.27. Схема модели колонного биореактора с внешним циркуляционным контуром

С учетом рассмотренных математических моделей колонных биореакторов можно сформулировать общую стратегию оптимального проектного расчета аппаратов исходя из технико-экономического критерия [13]. При этом для заданной производительности биореактора по биомассе на основе модели определяются технологические показатели (время ферментации, нагрузка по субстрату, продуктивность, расходные коэффициенты), режимные показатели (скорость газа, циркуляционный поток, давление) и конструктивные показатели (высота колонны, число секций, объем аппарата). Затем оцениваются технико-экономические характеристики— затраты энергии на аэрацию и перемешивание, затраты на сырье, капитальные затраты, вычисляется общий технико-экономический критерий эффективности биореактора. [c.165]

Особенности моделирования колонных биореакторов заключаются в необходимости учета существенного влияния структуры жидкостных и газовых потоков на характер распределения концентраций микроорганизмов, субстрата и растворенного кислорода по высоте колонны. В целом математическая модель формируется согласно ранее рассмотренной схеме на рнс. 3.3 и включает следующие основные блоки гидродинамики, массообмена и кинетики. Конструктивное разнообразие колонных биореакторов обусловливает применение различных моделей структуры потоков, описывающих ситуацию, соответствующую либо режиму вытеснения, либо ячеечной схеме потоков, либо диффузионной модели [5, 19, 22]. [c.156]

Для решения системы уравнений модели эффективно применение метода сведения краевой задачи к задаче Каши. При этом система уравнений решается методом Хемминга. Некоторые результаты расчета колонного биореактора на основе данной модели приведены на рис. 3.23. Модель предполагает рост микробных клеток в нелимитируемых по кислороду условиях, т. е. с учетом соотношения [c.157]

При организации в колонных биореакторах внешних контуров теплообмена ячеечная модель дополняется соотношениями, учитывающими наличие циркуляционного потока. Схема модели, соответствующая этому варианту организации процесса, приведена на рис. 3.27. Согласно схеме возможна организация циркуляции среды субстрата в колонном биореакторе с заданным распределением по секциям. Это позволяет решить задачу управления условиями роста клеток в объеме каждой секции. Система уравнений модели для 1-й ячейки имеет вид [c.163]

Гидродинамическая структура потоков в секционированном колонном биореакторе описывается ячеечной моделью с обратным потоком по жидкой фазе и моделью вытеснения по-газовой фазе [c.215]

Представленные уравнения формируют модуль (блок) математической модели биореактора. На рис. 4.16 рассмотрена общая блочная схема стратегии оптимального расчета биореактора применительно к рассмотренному колонному аппарату. Алгоритм оптимального расчета реализован на ЭВМ СМ-4 и включает следующую последовательность вычислений [c.215]

Рассмотрим далее пример модели колонного биореактора, описываемого диффузионной моделью, с учетом лимитирующего влияния на процесс ферментации концентрации растворенного кислорода. В этом случае на характер распределения рабочей концентрации кислорода в бпореакторе колонного типа оказывают влияние структура жидкостного и газового потоков, скорость транспорта кислорода из газа в жидкость, скорость утилизации кнсло- [c.158]

Однако более общий случай распределения концентраций веществ но высоте колонного барботажного биореактора описывает диффузионная модель, область применения которой охватывает режимы прямоточного взаимодействия газового и жидкостного потоков и малых относительных скоростей газа и жидкости при противотоке. Параметром, характеризующим однопараметрическую диффузионную модель (в предположении о незначительной неравномерности перемешивания в радиальном направлении), является коэффициент осевого перемешивания или число Пекле Ре = тЬфь- Система уравнений модели имеет вид [c.157]

Экспериментальное исследование, выполненное в 6-секционной колонне диаметром 600 мм при ироведении процесса выращивания дрожжей на углеводородном субстрате [5], показало возможность использования рассмотренной модели для целей оптимизации режимных параметров и оптимального нроектнровання аналогичных биореакторов большего объема. Сопоставление опытных и рассчитанных ио модели данных показано на рис. 3.26. [c.163]

Смотреть страницы где упоминается термин Модели колонных биореакторов: [c.173] [c.158]

Смотреть главы в:

Моделирование и системный анализ биохимических производств -> Модели колонных биореакторов

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Биореакторы

Биореакторы колонные