wyklad 06, inżynieria bioprocesowa
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
BIOREAKTORY
BIOREAKTORY
hodowle beztlenowe
• Reaktory
– Zbiornikowe
– Kolumnowe
Krzysztof W. Szewczyk
Bioreaktory fluidalne
REAKTOR UASB
biogaz
biogaz
strumień
zasilający
strumień
wylotowy
strumień
zasilający
strumień
wylotowy
BIOREAKTORY
hodowle tlenowe
• Metody napowietrzania
– Mieszanie mechaniczne
– Mieszanie cieczą
Mieszanie gazem
– Mieszanie gazem
MIESZANIE MECHANICZNE
cyrkulacja okrężna
cyrkulacja osiowa
BIOREAKTORY Z MIESZADŁEM
MECHANICZNYM
Parametr
FERMENTOR
Z MIESZADŁEM
Wartość
Natężenie napowietrzania
10 – 60 vol/vol h
Zużycie mocy
1 4 kW/m
Wydzielanie ciepła
7 – 20 kW/m
3
Geometria H / D
2 - 4
Zużycie mocy
1 – 4kW/m
3
FERMENTORY LABORATORYJNE
sterowanie
INŻEKTOR
MIESZANIE CIECZĄ
powietrze
p
1
u
1
p
2
u
2
p
+
ρ
z
+
ρ
u
2
1
=
p
+
ρ
g
z
+
ρ
u
2
2
+
∆
p
1
1
2
α
2
2
2
α
R
1
2
2
2
2
1
powietrze
ρ
u
u
p
−
p
≅
−
1
2
2 α
α
2
1
g
MIESZANIE GAZEM
Cyrkulacyjne (Air-lift)
GENERACJA BIOAEROZOLI
Barbotażowe
Półkowe
NAPOWIETRZANIE
BEZPĘCHERZYKOWE
NAPOWIETRZANIE
BEZPĘCHERZYKOWE
gaz
Przegroda hydrofobowa
ciecz
gaz
ciecz
•Bezpośrednie rozpuszczanie w cieczy
•Brak generacji aerozoli
•Brak desorpcji składników lotnych
gaz
ciecz
EFEKTYWNOŚĆ NAPOWIETRZANIA
η
O2
kg O
2
/MJ
BIOREAKTORY MEMBRANOWE
Kapilary przepływowe
Kapilary zamkniete
Bioreaktory
membranowe
Turbiny powierzchniowe
Mieszadła
Air-lift
Barbotaż
Mikrobiologiczne reaktory
membranowe
Enzymatyczne reaktory
membranowe
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
FUNKCJE MEMBRAN
MIKROBIOLOGICZNE REAKTORY MEMBRANOWE
recyrkulacja biomasy
• Zatrzymanie materiału biologicznego
• Separacja produktów
• Dostarczanie substratów
• Unieruchomianie materiału biologicznego
• Rozdzielanie przestrzeni reakcyjnych o
różnych funkcjach
• przeciwdziałanie wymywaniu biomasy
–zwiększenie produkcyjności
ograniczenia
• zarastanie membran
• nagromadzenie komórek nieaktywnych
• Zmniejszenie współczynników wnikania masy
korzyści
•zwększenie stężenia biomasy w reaktorze
–zwiększenie prędkości przemian
• przeciwdziałanie wymywaniu biomasy
[ Pobierz całość w formacie PDF ]