Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Projektowanie Procesów Biotechnologicznych"

Mikołaj Kowalewski
6 lat temu
Przeglądów:

1 Projektowanie Procesów Biotechnologicznych wykład 11 grudzień2013, kontynuacja 1

2 Zakładamy: 1 C-mol sacharozy Sprawdzamy, jakie mamy ograniczenia: tlenu, wegla? y S = 0,65 Jednakże, część sacharozy jest niewykorzystana. Dla późniejszych obliczeń wykorzystania melasu, pozostawiamy ν S =1 po lewej stronie równania, a wprowadzamy nieprzereagowaną sacharozę po prawej stronie, ν SR. SR 1 0,97 0, 03 1 Obliczamy ν, Wartość ν S, przyjmujemy 1,0. W rzeczywistości tyle dodajemy sacharozy do mieszaniny reakcyjnej. y S S 0,651,0 0,65 2

3 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0, ν C CO 2 + ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) Ustalamy, czy betaina i azot aminowy są wystarczające: - Mamy "powiązane" źródła azotu i węgla Obliczamy ν N1, ν N2 3

4 Ustalamy, czy betaina i azot aminowy są wystarczające: - Mamy "powiązane" źródła azotu i węgla Obliczamy ν N1, ν N2 % wag. Masa molowa Masa węglomola Liczba węglomoli na 100g melasu Liczba węglomoli na sacharozę Liczba węglomoli (wykorzys.) [mol] [C-mol] [C-mol] [C-mol] [C-mol] sacharoza ,3 28,525 1,788 1,0 0,97 97% betaina 8 117,15 23,43 0,341 0,191 0, % azot aminowy 0,17 14,0 14,0 0,0121 0, , % biomasa 25,13* *przyjęte dla przeciętnej biomasy 4

5 Współczynnik bilansowy Wartość ν S 1 ν N1 0,0382 ν N2 0,00663 ν F ν O ν 0,65 x (w P x ) 0,0089 ν C ν W ν SR 0,03 5

6 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0, ν C CO 2 + ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) Ustalamy, czy betaina i azot aminowy są wystarczające: - Mamy "powiązane" źródła azotu i węgla Obliczamy ν N1, ν N2 N1 cn1 N 2 cn 2 c 0,0382 0,2 0, ,650,1 0,0143 0,0650 brak azotu po lewej stronie (substraty) - naszym trzecim źródłem azotu będzie wodorofosforan amonowy Stanowi on zarówno źródło azotu i fosforu. 6

7 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0, ν C CO 2 + ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) Dodajemy ν F do bilansu azotu. Wzór węglomola wodorofosforanu amonowego: (NH 4 ) 2 HPO 4 C 0 H 9 N 2 O 4 --> H 9 N 2 O 4 N1 cn1 N 2 cn 2 F c F c 0,0382 0,2 0, F 2 0,650,1 0, ,0254 F 7

8 Współczynnik bilansowy Wartość ν S 1 ν N1 0,0382 ν N2 0,00663 ν F 0,0254 ν O ν 0,65 ν C ν W ν SR 0,03 8

9 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0,0089 +ν C CO 2 +ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) Bilans fosforu F f F 0, ,650,0089 0,0254 f 0, wystarczajca ilość fosforu po lewej stronie równania nadmiar fosforu możemy zapisać jako pozostały jon fosforanowy po prawej stronie równania, PO 4 3-, lub dla poprawości bilansu ładunku, kwas ortofosforowy, H 3 PO 4 dodajemy także współczynnik bilansowy pozostałego kwasu fosforowego 9

10 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0,0089 +ν C CO 2 +ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) +ν FR H 3 O 4 P Bilans fosforu uwzględniając pozostały fosforan: F f F f FR f FR 0, ,650, FR 0,0196 FR 10

11 Współczynnik bilansowy Wartość ν S 1 ν N1 0,0382 ν N2 0,00663 ν F 0,0254 ν O ν 0,65 ν C ν W ν SR 0,03 ν FR 0,

12 ν S CH O ν N1 CH 2.2 O 0.4 N ν N2 N + ν F H 9 O 4 N 2 P + ν O O 2 --> ν CH 1,83 O 0,54 N 0,1 P 0,0089 +ν C CO 2 +ν W H 2 O+ν SR CH 1.8(3) O 0.91(6) +ν FR H 3 O 4 P Bilans wodoru: Bilans węgla Bilansowanie wzrostu mikroorganizmów W C 0,336 0,358 Bilans tlenu. O 0,238 12

13 Współczynnik bilansowy Wartość ν S 1 ν N1 0,0382 ν N2 0,00663 ν F 0,0254 ν O 0,238 ν 0,65 ν C 0,358 ν W 0,336 ν SR 0,03 ν FR 0,

14 Chcąc uzyskać 40 kg biomasy, musimy znaleźć współczynnik przeliczający nasze równanie, w którym korzystamy z jednego węglomola sacharozy. Liczba węglomoli biomasy: Liczba węglomoli sacharozy: Przeliczając równanie z 1,0 na 2448,8 węglomoli sacharozy, jest to współczynnik proporcjonalności: wsp. = 2448,8 Bilansowanie wzrostu mikroorganizmów 1,0 0,65 x x c mol 25,13g c mol 16,33g c mol 40000g 1591,7c mol biomasa biomasa 1,0 x x sacharoza sacharoza sacharoza c mol 0,65biomasac mol c mol 1591,7biomasac mol 2448,8c mol 14

15 Chcąc uzyskać 40 kg biomasy, musimy znaleźć współczynnik przeliczający nasze równanie, w którym korzystamy z jednego węglomola sacharozy. wsp. = 2448,8 Obliczamy ilość: melasu, tlenu, pożywki Wynki: 138,0 kg melasu 18,65 kg tlenu (582,8 mola O 2 ) 8,2 kg pożywki (wodorofosforanu amonowego) 15

Podobne dokumenty

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych wykład 3 październik 2013 Bilansowanie wzrostu mikroorganizmów 1 Warunki zaliczenia Projektowanie Procesów Biotechnologicznych wykład 15 godz. projekt 15 godz.