Оптимизация биореакторов

Наиболее часто используется критерий оптимальности в виде аддитивной функции частных критериев (1.27). Например, в задачах оптимизации объемов биореакторов (или времени пребывания в биореакторах) в технологической схеме, обеспечивающей получение продукта в заданном количестве [c.29]

Разработка математических моделей биореакторов является наиболее важной задачей при оптимизации БТС. От эффективности функционирования биореактора, обеспечивающего превращение исходных веществ в продукты микробиологического синтеза, зависят технико-экономические показатели производства в целом. Важно отметить сложность задачи моделирования процессов в биореакторе, где на явления биологической и биохимической природы накладываются физические и физико-химические явления, связанные с переносом вещества и энергии. Рассмотренные ранее принципы системного анализа сложных систем в полной мере применимы и к моделированию процессов в биореакторе, который можно представить в виде многоуровневой иерархической системы [13 . [c.136]

Рассмотренные выше конструктивные и технологические особенности биореакторов, входяш,их в подсистему ферментация , на первый взгляд не позволяют разработать единую стратегию их оптимального расчета. Действительно, для данной системы характерно разнообразие типов биореакторов, сушественно отличающихся принципом организации материальных и энергетических потоков в отдельных аппаратах и аппаратурных схемах. Системный подход позволяет в рассмотренной ситуации обосновать иерархическую схему оптимизации и выбор критерия оптимальности. В качестве такого обобщающего критерия целесообразно использовать технико-экономический показатель, аддитивно учитывающий кри- [c.211]

Для решения задач автоматизированного управления процессом в биореакторе важен выбор управляющих переменных, влияющих на значения частных критериев и общего критерия оптимальности. Таким образом, области применения стратегии оптимального расчета биореакторов включают оптимизацию технологических параметров процесса в подсистеме ферментация оптимальное технологическое проектирование биореакторов как основ- [c.216]

Максимальная удельная скорость роста культуры (ц ,ах) составляла примерно 0,66 ч в первом биореакторе и 0,54 ч во втором, что соответствовало времени удвоения 63 и 77 мин. Свежую среду непрерывно добавляли в ферментер, где росли клетки, со скоростью 2 л/ч, а из ферментера, где происходила индукция, отбирали такой же объем суспензии. Поскольку рабочие объемы биореакторов различались, клетки находились примерно 5 ч в биореакторе, где происходил рост, и 2 ч в биореакторе, где осуществлялась индукция. Различие во времени пребывания клеток в биореакторах было необходимо для оптимизации числа клеток, выхода продукции и стабильности ДНК-лигазы. Само время пребывания клеток в разных реакторах можно варьировать изменением их относительного рабочего объема и объема поступающих в первый биореактор питательных веществ. [c.360]

Твердые отходы образуются не только при очистке сточных вод и не все из них токсичны. Примером могут служить коммунальные отбросы. Как правило, их размещают на свалках, где и происходит без всякого контроля процесс их полного разложения. Последние достижения в получении биогаза из мусора (см. главу 4) показали, что свалка не должна быть неуправляемой, ее следует рассматривать как своего рода биореактор. Оптимизация управления и работы реакторов такого типа может привести к полной переоценке таких очистных процессов. Например, если необходимо управлять составом субстрата, следует ли организовывать разделение отходов с удалением определенных компонентов Такой подход, в свою очередь, вы- [c.342]

Физические параметры включают в себя конфигурацию биореактора и его энергообеспечение. Функция перемешивающего ротора состоит в преобразовании энергии (выражаемой в кВт/м ) в гидродинамическое перемещение в трех направлениях (осевом, тангенциальном и радиальном). Ротор должен обеспечивать циркуляцию во всем объеме жидкости и создавать турбулентность (он должен и качать, и смешивать) для решения следующих задач создания гомогенной смеси, поддержания клеток в суспензии, оптимизации скорости переноса массы меж- [c.97]

Для оптимизации биотехнологических процессов требуется постоянный и тщательный контроль за изменяющейся картиной ферментации, что обеспечивается наличием в биореакторах соответствующих датчиков, позволяющих осуществлять избирательный анализ определенных параметров ферментационного процесса. Неотъемлемой частью большинства ферментаций является та или иная степень компьютеризации. [c.36]

Совместно с Л.С.Гордеевым и А.Ю.Винаровым сформулированы научные принципы анализа, оптимизации, масштабирования и проектирования биотехнологических процессов. С позиций системного подхода последовательно проведен анализ эффектов и явлений, происходящих в биохимическом реакторе на микро- и макроуровне. Разработаны математические модели, учитывающие кинетику роста микробных популяций, транспорт питательного субстрата к клеткам и гидродинамическую обстановку в реакторе, характеризуемую эффектами се1регации ферментациогшой среды и неидеальностью структуры потоков в реакторе большого объема. Предложена методика решения задачи масштабного перехода от лабораторных установок к промышленным биореакторам на основе вычислительных экспериментов. Показаны направления оптимизащш конструктивных и режимных параметров биотехнологических процессов. [c.13]

Представленная иерархическая схема позволяет провести всесторонний глубокий анализ процессов на микро- и макроуровнях в биореакторах. Однако математическая модель биореактора как элемента БТС должна быть достаточно компактной и отражать основные закономерности происходящих в нем явлений для реще-ния задач моделирования, расчета и оптимизации на более высоких иерархических уровнях подсистемы и системы в целом. [c.109]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология