CCI20130725099

101

6.5. Tryby pracy bioreaktorów

_Vi=V₂=..=_Vn=Y-    (6.62)

Wykorzystując tą zależność, można przedstawić równanie (6.60) w postaci:

r_vs = ^S—~^S" dian = 1,2, ...,N    (6.63)

Przyjmując, że wyrażenie V/(NQ) określa czas przebywania składnika w n-tym zbiorniku oraz że w reaktorze o przepływie tłokowym ^->00, równanie (6.63) można przekształcić do postaci:

dS

~ — = r_YS    (6.64)

dt

Gdy porównujemy reaktor pełnego wymieszania z reaktorem tłokowym, najbardziej istotnym parametrem w warunkach praktycznych jest objętość reaktora. Dla reaktora przepływowego z idealnym mieszaniem wymaganą objętość (V_m) można wyznaczyć z równania:

V* =

Q(S₀-s_e)

(6.65)

Objętość reaktora o przepływie tłokowym (V,) można wyznaczyć, przekształcając równanie (6.64) do postaci:

(6.66)

Q dS

F_t dl ^r'

gdzie: F_t - przekrój poprzeczny reaktora, dl - przyrost długości reaktora.

Uwzględniając, że przyrost objętości reaktora tłokowego (dV_t) można zapisać jako:

dV_t = F_t- dl    (6.67)

i wstawiając tą zależność do równania (6.66), otrzymujemy wyrażenie:

— — dS = dV_t    (6.68)

^rvs

które po scałkowaniu pozwala uzyskać następujący wzór na objętość reaktora tłokowego:

^s“ dS

V_t —Q’f    (6.69)

s_c ^rvs

W tabeli 6.4 zestawiono równania określające objętość reaktora pełnego wymieszania i reaktora tłokowego wyprowadzone dla kinetyki reakcji r_vs rzędu zerowego, pierwszego i kinetyki Monoda.