Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΧΗΜΟΣΤΑΤΗΣ Ιδανικός βιολογικός αντιδραστήρας πλήρους ανάμιξης συνεχούς λειτουργίας (CSTR) ΥΓΡΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΕΞΟΔΟΣ ΑΕΡΙΩΝ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (ΒΙΟΜΑΖΑ) ΑΕΡΙΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΧΗΜΟΣΤΑΤΗΣ Ιδανικός βιολογικός αντιδραστήρας πλήρους ανάμιξης συνεχούς λειτουργίας (CSTR) ΥΓΡΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΕΞΟΔΟΣ ΑΕΡΙΩΝ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (ΒΙΟΜΑΖΑ) ΑΕΡΙΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΧΗΜΟΣΤΑΤΗΣ Ιδανικός βιολογικός αντιδραστήρας πλήρους ανάμιξης συνεχούς λειτουργίας (CSTR) ΥΓΡΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΕΞΟΔΟΣ ΑΕΡΙΩΝ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (ΒΙΟΜΑΖΑ) ΑΕΡΙΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ChemostatNovick & Szilard (1950) BactogenMonod (1950) F F V

2 Ισοζύγιο βιομάζας  : ειδικός ρυθμός ανάπτυξης D = F/V ρυθμός αραίωσης Αν x F = 0 (στείρα τροφοδοσία) σε μόνιμη κατάσταση: D = 

3 Ειδικός ρυθμός ανάπτυξης  παραγόμενη βιομάζα (βιομάζα)(χρόνος) Ειδικός ρυθμός αναπαραγωγής  παραγόμενος αριθμός κυττάρων (αριθμός κυττάρων)(χρόνος) logx logn n x t

4 Χημοστάτης με ένα περιοριστικό του ρυθμού θρεπτικό συστατικό (υπόστρωμα) στην τροφοδοσία Ισοζύγιο βιομάζας : Ισοζύγιο υποστρώματος: Y : συντελεστής απόδοσης = παραγόμενη βιομάζα καταναλισκόμενο υπόστρωμα x, s sFsF

5 Ερώτημα: Το  εξαρτάται και από το x ή μόνο από το s; Αν  = f(s), τότε s = F(D) Αν  = f(s,x), τότε s = F(D,s F ) D (h -1 )s F (mg COD/L)s (mg COD/L) ± ± ± ± ± ± ± ± ± 0.05 Πειράματα των Grady et al. (1972) - Aerobacter Aerogenes

6 Μοντέλο Monod (1942) Ισοζύγια σε χημοστάτη Σε μόνιμη κατάσταση

7 Τιμές συγκεντρώσεων σε μόνιμη κατάσταση Για να έχει φυσικό νόημα η μόνιμη κατάσταση πρέπει: x > 0, 0 < s < s F Παραγωγικότητα βιομάζας Μεγιστοποίηση παραγωγικότητας

8 x s P D

9 Παραγωγή προϊόντος Ισοζύγιο για το προϊόν: r p : ρυθμός παραγωγής προϊόντος r p =  xπροϊόν σχετιζόμενο με την ανάπτυξη r p =  xπροϊόν μη σχετιζόμενο με την ανάπτυξη [Luedeking & Piret (1959)] Παραγωγικότητα προϊόντος: Dp (μεγιστοποίηση;)

10 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΕΝΔΟΓΕΝΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Διατήρηση της διαφοράς των χημικών δυναμικών μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού των κυττάρων. Ανασύνθεση μακρομορίων (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα), που έχουν αποσυντεθεί στα μονομερή τους. Κίνηση των κυττάρων.

11 Ενδογενής μεταβολισμός Ισοζύγιο βιομάζας:[Herbert (1958)] Σε μόνιμη κατάσταση: x D

12 Φαινόμενος συντελεστής απόδοσης D κλίση

13 Συντήρηση Ισοζύγιο υποστρώματος: [Marr et al. (1963), Pirt (1966)] Φαινόμενος συντελεστής απόδοσης D κλίση

14 Μοντέλο Ramkrishna et al. (1966)

15 ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΗΜΙΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ Προσθήκη ρυθμιστικών ουσιών Διατήρηση χαμηλών συγκεντρώσεων υποστρωμάτων για αποφυγή παρεμποδιστικών φαινομένων Επιμήκυνση της στατικής φάσης ανάπτυξης μικροοργανισμών V F

16 Συνολικό ισοζύγιο μάζας αν  = const. Ισοζύγιο συστατικού

17 Ανάπτυξη με παρεμπόδιση από το υπόστρωμα s

18 Ισοζύγια

19

20 t t F(t)F(t) V(t)V(t) x(t)x(t) s(t)s(t)

21 ΙΔΑΝΙΚΟΣ ΑΥΛΩΤΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ

22 Μικροβιακή ανάπτυξη σε ιδανικό αυλωτό αντιδραστήρα

23 ΜΗ ΙΔΑΝΙΚΟΙ ΒΙΟΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ Ατελής ανάμιξη Απώλεια υγρού λόγω εξάτμισης Ασυνεχής τροφοδοσία Αφρισμός, συσσωμάτωση και παράσυρση μικροοργανισμών στην επιφάνεια Προσκόλληση μικροοργανισμών και ανάπτυξη στα τοιχώματα

24 Ατελής ανάμιιξη Κατανομή χρόνων παραμονής ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ

25 κλάσμα υγρού στο ρεύμα τροφοδοσίας που παρέμεινε στον αντιδραστήρα για χρόνο t ως t+dt η k ροπή της E(t) Μέσος χρόνος παραμονής

26 Κατανομή χρόνων παραμονής ιδανικού χημοστάτη 1 D Μέσος χρόνος παραμονής

27 Κατανομή χρόνων παραμονής ιδανικού αυλωτού αντιδραστήρα 1 Μέσος χρόνος παραμονής

28 Διασπορά χρόνων παραμονής όπου Ιδανικός CSTR: Ιδανικός αυλωτός αντιδραστήρας:

29 Μοντέλα αντιδραστήρων ατελούς ανάμιξης Ισοζύγια σε μόνιμη κατάσταση Τμήμα 1Τμήμα 2

30 Bailey & Ollis (1986)

31 Συνδυασμένα μοντέλα

32 Αν Bailey & Ollis (1986)

33 Ν χημοστάτες Ισοζύγια σε μόνιμη κατάσταση ΒιομάζαΥπόστρωμα i = 1,…,N Ανκαι Με ανακύκλωση:

34 Αυλωτός αντιδραστήρας με αξονική διάχυση Αν Συνοριακές συνθήκες: ή

35 Προσκόλληση κυττάρων στα τοιχώματα του αντιδραστήρα Σχηματισμός στρώματος (film) από προσκόλληση των κυττάρων μεταξύ τους. Σχηματισμός μονοκυτταρικής στοιβάδας. Τα κύτταρα προσκολλώνται στο τοίχωμα, αλλά όχι και μεταξύ τους.

36 Μοντέλο Topiwala & Hamer (1971) Υποθέσεις H πυκνότητα των κυττάρων που είναι προσκολλημένα στα τοιχώματα είναι σταθερή. H ανάπτυξη των κυττάρων στα τοιχώματα αντισταθμίζεται από την είσοδο κυττάρων στο υγρό. Tα κύτταρα που είναι προσκολλημένα στα τοιχώματα δεν υφίστανται αποκόλληση. O ρυθμός ανάπτυξης επάνω στα τοιχώματα είναι ίδιος με εκείνον στο υγρό.

37 Εξισώσεις μοντέλου Σε μόνιμη κατάσταση:

38 x P D

39 Γενίκευση του μοντέλου (Baltzis & Fredrickson, 1983)

40 x D


Κατέβασμα ppt "ΧΗΜΟΣΤΑΤΗΣ Ιδανικός βιολογικός αντιδραστήρας πλήρους ανάμιξης συνεχούς λειτουργίας (CSTR) ΥΓΡΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ ΕΞΟΔΟΣ ΑΕΡΙΩΝ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (ΒΙΟΜΑΖΑ) ΑΕΡΙΑ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google