ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Объемная доля частиц носителя в реакторе из "Экологическая биотехнология" При сохранении клеточного роста во время работы реактора нет оснований считать, что при скоростях разведения менее Юц (где [Я — удельная скорость роста организма в данных условиях) рабочая жидкость не содержит свободных клеток. Детально вклад свободно суспендированных и иммобилизованных клеток обсуждается Блэком [360]. [c.183] В условиях незначительного роста или его отсутствия, например при производстве вторичных метаболитов, относительным количеством свободно суспендированных клеток можно пренебречь. При этом уравнения (5.3) и (5.4) сокращаются до первых членов. [c.183] Обычно удельные скорости реакций иммобилизованных клеток ниже, чем свободно суспендированных, из-за необходимости диффузии субстрата к агрегированным клеткам и продукта из них. Влияние диффузии на удельные скорости реакций может быть учтено с помощью коэффициента эффективности, что и было сделано Мавитуна [361]. [c.183] Чрезвычайно важно вести процесс в наименьшем возможном объеме ферментера. В системе, содержащей иммобилизованные клетки, минимизация объема ферментера достигается за счет увеличения числа частиц носителя в единице объема. При увеличении объемной доли частиц носителя в реакторе (/ч = = Уи/Уоб) часть объема реактора, не занятая клетками, то есть свободный объем, сводится к минимуму. [c.183] Промышленные реакторы, содержащие иммобилизованные клетки, часто работают в режиме псевдоожиженного слоя. В случае использования частиц носителя небольших размеров обеспечивается максимум площади поверхности, доступной для роста биопленки. Ожижение приводит также к соударениям частиц друг с другом и со стенкой реактора, что в случае растущих иммобилизованных клеток позволяет эффективно управлять количеством биомассы, ассоциированной на каждой частице, и таким образом препятствовать ее накоплению и засорению реактора. [c.184] В ферментерах с псевдоожиженным слоем используются насадки двух типов мелкие твердые частицы типа песка и ЧНБ из нержавеющей стали. Хотя в литературе достаточно информации об ожижении слоя различных носителей, все еще остаются специфические проблемы, связанные с ожижением как частиц твердого носителя, так и ЧНБ в ферментере. [c.184] Накопление биопленки на поверхности твердых частиц ведет к увеличению их размеров и уменьшению плотности [см. уравнение (2.18)], что в свою очередь вызывает изменение минимальной скорости ожижения. Пористость слоя в работающем реакторе будет меняться по толщине слоя, что создает трудности в определении общего значения /ч [363]. [c.185] ЧНБ изготавливаются из скрученной тонкой проволоки из нержавеющей стали и представляют собой открытые структуры. Они отличаются от частиц, используемых в классических исследованиях псевдоожиженного слоя, относительно большим размером, неровностью поверхности и пористостью. Неровная поверхность в большей степени, чем ровная, создает гидравлическое сопротивление при данной скорости потока. С другой стороны, влияние пористости снижает сопротивление пропорционально доле жидкости, проходящей через частицы. В ферментерах, в которых используются стальные ЧНБ, эти ЧНБ сначала пусты, а потом заполняются биомассой. Понятно, что характеристики псевдоожиженного слоя таких частиц из-за влияния пористости будут различны для пустых и заполненных частиц. Пористость слоя и значения /ч для этих систем определены в работах [343, 364]. [c.185] Доля частиц определяется многими параметрами геометрией реактора, скоростью потока газа, способом распределения газа, размером пузырьков газа, а также размером, формой и плотностью частиц. Это обусловливает необходимость дальнейших исследований для оптимизации таких систем. [c.185] Вернуться к основной статье