Chemostat

Der Chemostat Jacques Monod besteht aus einem biologischen Reaktor ideale Arbeits in stationären Bedingungen.

In dem biologischen Reaktor, die Mikroorganismen in Verwendung in der Zufuhrflussrate für das Wachstum des vorliegenden Substrates. Die stationären Bedingungen implizieren, einerseits, die das Substrat nicht im Reaktor akkumulieren, und zum anderen, daß die erzeugte Biomasse gleich dem pro Zeiteinheit entfernt wird.

In Bezug auf die Materialbilanz, die Sie für Biomasse schreiben:

Als nichts Biomasse Eingang und in der Lage, das Ende der Akkumulation elide, erhalten wir die folgende vereinfachte Form:

Wer symbolisch wird:

Wo:

  • Q: Durchfluss = Leistungsfluss dem Austritt aus dem Reaktor;
  • X: Konzentration von Biomasse
  •  = Geschwindigkeit des Wachstums der Biomasse
  • V = Volumen des Reaktors.

Da lohnt sich:

Wo:

  • S = Substratkonzentration
  • μ = Geschwindigkeit der Verwendung des Substrats
  • b = Abnahmekoeffizient
  • Höchstgeschwindigkeit Verwendung des Substrats
  • Konstante semisaturazione

So können Sie schreiben, dass:

Wobei D der Verdünnungsfaktor

So ist, was erhalten wird, ist, daß in stationären Bedingungen die Biomasse mit einer Geschwindigkeit, die gleich der, mit dem aus dem Reaktor entfernt zu wachsen. Es wird auch angemerkt, daß D ist nichts als das Inverse der hydraulischen Verweilzeit, die in diesem Fall auch mit der Verweilzeit der Biomasse in dem System übereinstimmt. Diese Menge, wie das Alter des Schlamms auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung bekannt ist, wird als das Verhältnis zwischen der Biomasse im Reaktor und der Biomasse aus dem System pro Zeiteinheit entfernt wird definiert. Ausdrücken der Fall der Chemostat in Symbolen:

Ebenso die Durchführung einer Massenbilanz für das Substrat geschrieben werden kann:

Wobei im stationären Zustand:

In Symbole:

Wo:

  • = Substratkonzentration
  • = Verbrauchsrate des Substrats

Da lohnt sich:

Wobei Y die Effizienz des thermodynamischen Wachstums

Y drückt die Menge an Biomasse, die nach Substrat verbraucht hergestellt wurde. Er sagte: "thermodynamischen", weil sie berücksichtigt nur das Substrat tatsächlich für Wachstum verbraucht wird und nicht eine für Wartung entfernt. Tatsächlich ist es üblich, um die Gesamtleistung zu zeigen. Dann folgt daraus, dass:

Um die Werte X und S abzuleiten, in Abhängigkeit von dem Verdünnungsverhältnis D gibt, wird die Gleichung für D:

Von denen wird erhalten:

Substituieren in Gleichung zuvor für das Substrat abgeleitet wird erhalten:

In völlig analoger Weise für das Substrat kann erreicht werden, dass:

Wie ersichtlich an den hohen Werten des Verdünnungsverhältnisses D wird die Biomasse nicht mehr in der Lage, mit der gleichen Rate, mit der sie außen gezogen wird, zu reproduzieren, und der Reaktor das Phänomen der Wash-out bzw. oder Entleeren des Inhalts erfährt Biomasse. Es ist jedoch auch, dass in solchen Regime mit dem Verdünnungsverhältnis beachtet werden, da das Substrat S mit den höchsten Konzentrationen möglich vorhanden ist, die Geschwindigkeit des Wachstums der Biomasse) und Entfernen des Substrats) sind so hoch wie möglich ist: dies, weil sowohl sie sind eine Funktion der Konzentration des Substrats S

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