生物過(guò)程的反應(yīng)原理3(ppt66)-經(jīng)營(yíng)管理-全文預(yù)覽
【正文】 ???DK s DCsYCsCsYCDCqDCYDrCDCrXPPPXPXXPPPPPm ax0/0//??S或(5108) (5109) (5110) 3. 產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)有抑制作用 10＝，則有：＝當(dāng)“洗出”時(shí)，＝時(shí)，當(dāng)cmmPXPPPPCCCCCC)(0m a xm a x,m a x,m a x00???????(5116) (5117) 來(lái)自 庫(kù)下載 coptcmoptmcmoptmoptmPDDdCdr P21)(2)(22,0m a xm a xm a x????????????）（）（＝）（可得：最佳稀釋率：令(5122) (5121) (5120) (5119) 圖 5－ 10 CSTR中產(chǎn)物有抑制時(shí)最佳操作示意圖 1一洗出點(diǎn)， 2— 最佳操作點(diǎn) 4. 有細(xì)胞的內(nèi)代謝或死亡存在 μ ＝ D＋ kd kd ：細(xì)胞內(nèi)源代謝或死亡速率常數(shù)， h1 (5126) 來(lái)自 庫(kù)下載 ? ?? ?dSXXddsSXSSSXSXkDDssYCkDkDKssmYkdmDmYY??????????CCC,110/m a x///***?當(dāng)有內(nèi)源代謝時(shí)，有稱(chēng)為維持系數(shù)(5131) ? ?? ?????????????????????SPSXPdSXXddYYqkDDssYCkDkDKss//0/m a x**CCC?(5132) (5133) (5134) (5136) 來(lái)自 庫(kù)下載 ? ?? ?,0,0CCCCCC/0/0m ax???????????DCDCCCYssYssDsKssimimimimTSXSXXXXX，此時(shí)當(dāng)，此時(shí)＝當(dāng)有固定化酶的濃度。一般認(rèn)為，當(dāng) D小于 μ max值時(shí)，才存在一穩(wěn)定操作狀態(tài)，如果 D＝ μ max ，則 CX值是不確定的；當(dāng) D大于 μ max值時(shí)，則 CX將減少并一直到零。細(xì)胞產(chǎn)率：?jiǎn)挝粫r(shí)間單目標(biāo)函數(shù)的定義，定義：根據(jù)對(duì)稀釋率(586) (587) (588) (589) (590) 式 (584)、 (585)、 (590)表示的 Cs、 CX、 PX分別與 D的關(guān)系可參看圖 58 來(lái)自 庫(kù)下載 圖 58 單線(xiàn) CSTR中 Cs、 CX、 PX分別與 D的關(guān)系 PXD的關(guān)系圖，可知 PX有一極大值。 來(lái)自 庫(kù)下載 連續(xù)操作的攪拌槽式反應(yīng)器 (CSTR) 有單級(jí) CSTR、多級(jí) CSTR串聯(lián)、帶有循環(huán)的 CSTR等。因此，根據(jù) XsKXsCstr mr ??? 11ln0m a x來(lái)自 庫(kù)下載 1m i n )/(11102m a x??????????? ?rrEttLm olCkr將已知值代入上式： (2)求反應(yīng)器有效體積 VR。 21 rrr ttt ??(520) 來(lái)自 庫(kù)下載 0111011121221011lnm a xm a xm a xXXrXXXXrXXXXXXrXXXXrCCtCCdCtCCCdCtCCdCtrrrr???????????，(521) (522) (523) (524) 在指數(shù)期內(nèi)，基質(zhì)濃度高，營(yíng)養(yǎng)物充分，細(xì)胞生長(zhǎng)不受限制，比生長(zhǎng)速率可達(dá)到最大值，即 對(duì)減速期，由于基質(zhì)的消耗，細(xì)胞的生長(zhǎng)速率會(huì)受到基質(zhì)濃度的限制，此時(shí)有： ?????2121m a xm a xXX XXrCsKsXCC C s CC s d CKstCsr??(526) (525) 來(lái)自 庫(kù)下載 1/11212212/121lnln)1()(1m a xXXXrXXCYCsKskCsCskKsCCkKstCCYCsCsSXSX?????????(527) (529) (528) 并根據(jù)： 積分得到： 式中： 但是，由于 CX1值很難確定，而 CX2值很易確定，因此采用一種近似的計(jì)算方法，即從指數(shù)期開(kāi)始到減速期末，總的反應(yīng)時(shí)間 tr用一個(gè)統(tǒng)一公式來(lái)計(jì)算： 來(lái)自 庫(kù)下載 0/0001lnln)1(0m a xm a xXSSXXtrXCsKsXXXXXrCYCsKskCCkKsCCkKstCCsCCdCtSXttrr???????????(530) (531) (532) 反應(yīng)器有效體積的確定 )(0 brRbrttVVttt????(544) (545) 反應(yīng)器的有效體積： 來(lái)自 庫(kù)下載 XsCsV 0Pr0 ? (546) 如果要求單位時(shí)間內(nèi)得到產(chǎn)物的量為 Pr,則有： 例 在一間歇操作的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行一均相的無(wú)抑制的酶催化反應(yīng)，已經(jīng)測(cè)得該酶催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)為 k+2=1min1， Km=2mol／ L，加入酶的初始濃度 CE0＝ 1mol ／ L 。 Km時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散有效因子 η 與轉(zhuǎn)化率 Xs的大小無(wú)關(guān)， η 可作常數(shù)處理。 當(dāng)為單底物無(wú)抑制的反應(yīng)時(shí)，可將 MM方程代入式 (58)， 并積分可得 : CsCsXsCstrKCsCsCsKXsKtrKCsCsCsKCsCstrXsKXsCstrrmmmrmmrmr????????????????00m a x00m a x000m a x0m a xln11lnln)(11ln時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)(59) (510) (511) (512) 對(duì)不同 Xs值，以 tr— Cs0/Km對(duì)應(yīng)作圖，得到圖 54。tb 對(duì)間歇攪拌槽式反應(yīng)器做物料衡算時(shí)，應(yīng)掌握其兩個(gè)主要特性：一是在反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中無(wú)物料的輸入和輸出；二是由于攪拌的作用，反應(yīng)器內(nèi)物料充分混合，濃度均一，而且反應(yīng)物系的濃度僅隨反應(yīng)時(shí)間而變化。 常用的另一種反應(yīng)器分類(lèi)方法是根據(jù)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特征來(lái)分。其選擇原則是以能把反應(yīng)速率視作定值的最大空間范圍作為控制體積。對(duì)于定態(tài)過(guò)程。 ) ④ 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式； ⑤熱力學(xué)計(jì)算式；⑥各種傳遞參數(shù)的計(jì)算式等。(10)環(huán)流反應(yīng)器 。(6)列管式固定床 。 來(lái)自 庫(kù)下載 來(lái)自 庫(kù)下載 圖 5— 2 幾種酶反應(yīng)器及操作方式示意圖 (1)間歇式攪拌罐 。 根據(jù)反應(yīng)器的操作方式，可分為間歇操作 (分批操作 )、連續(xù)操作和半間歇操作 (半連續(xù)操作 )等多種方式。 按照所使用的生物催化刑的不同，可將其分為酶催化反應(yīng)器和細(xì)胞生化反應(yīng)器 。它們之間的主要差別反映在其外型 (長(zhǎng)徑比 )和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的不同。〔 4)填充床 (固定床 )(5)帶循環(huán)的固定床 。 (9)多釜串聯(lián)半連續(xù)操作 ?；蚍Q(chēng)為能量方程； ③描述壓力變化的動(dòng)量衡算式；
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