CCI20130725100

102

6. Podstawy inżynierii bioreaktorów

Tabela 6.4. Porównanie równań określających objętość reaktora petnego wymieszania i reaktora tłokowego dla różnej kinetyki reakcji

Równanie szybkości reakcji	Stała szybkości reakcji k	Reaktor pełnego wymieszania	Reaktor tłokowy
^rvs ^=	k = const	Vm = j~(S0 ~se)	vt =j(S0-Se)
sP li i 5)	k = ksXa		^vt“?ln|^Ł ’ k Se
r - k- ^Svs Ks+S	k = ^X3		„,-0(ks,„| + So + S.)

Wykorzystując równania z tabeli 6.4, można wyznaczyć stosunek objętości reaktora pełnego wymieszania do objętości reaktora tłokowego (Pj/P,) w zależności od sprawności oczyszczania rj (stosunek stężenia usuniętych zanieczyszczeń S_Q-S_e do stężenia początkowego S₀). Przebieg tej zależności dla różnych kinetyk reakcji biochemicznej pokazano na rys. 6.7.

Z przedstawionej analizy wynika, że reaktor tłokowy zapewnia większą sprawność usuwania zanieczyszczeń przy tej samej objętości niż reaktor pełnego wymieszania pod warunkiem, że szybkość procesu będzie zgodna z kinetyką rzędu wyższego niż 0. W przypadku typowej sprawności rj = 0,9 reaktor tłokowy może mieć około 2,6-krotnie mniejszą objętość niż reaktor pełnego wymieszania dla kinetyki Monoda i około 4-krotnie mniejszą objętość dla kinetyki I-rzędowej. W praktyce nie występują jednak tak znaczne różnice w szybkości procesu, co jest spowodowane trudnościami w uzyskaniu idealnego przepływu

Rys. 6.7. Zależność między stosunkiem objętości reaktora petnego wymieszania i reaktora tłokowego, a sprawnością procesu oczyszczania r] dla różnych kinetyk reakcji biochemicznej