CCI20130725093

95

6.5. Tryby pracy bioreaktorów

Rys. 6.3. Schemat hodowli ciągtej z catkowitym wymieszaniem, bez recyrkulacji osadu (O - natężenie przepływu ścieków, V - objętość czynna chemostatu, X - stężenie biomasy mikroorganizmów, S -

stężenie pożywki)

zawartość reaktora łącznie z biomasą. Natężenie przepływu w dopływie i odpływie z reaktora jest takie samo, co wynika ze stałej objętości czynnej reaktora. W takim wypadku w reaktorze ustala się stan biologiczny, który zależy od szybkości namnażania się organizmów (rys. 6.3).

Jeżeli przyjmiemy, że objętość czynna chemostatu wynosi V, a pożywka jest uzupełniana z szybkością Q, to jednym z podstawowych parametrów charakteryzującym proces jest szybkość rozcieńczania (D) oznaczająca zmianę objętości na jednostkę czasu:

(6.37)

Jeżeli właściwa szybkość wzrostu /j i szybkość rozcieńczania D są sobie równe, to ubytki wynikające z odprowadzania i przyrosty mikroorganizmów w wyniku wzrostu pozostaną w równowadze. W takiej sytuacji mówi się, że hodowla jest w stanie równowagi, tzn. że wykładniczy przyrost masy komórek jest kompensowany innym procesem wykładniczym o przeciwnym znaku. Przy założeniu, że hodowla prowadzona jest w reaktorze o idealnym wymieszaniu, bilans masowy dla biomasy mikroorganizmów ma następującą postać:

V- — = fiVX-QX    (6.38)

I po uwzględnieniu wzoru (6.37) na szybkość rozcieńczania D otrzymujemy:

ry

— = (ji-D)X    (6.39)

W przypadku zużycia substratu w reaktorze