Поиск по сайту

Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

реферат на тему: Биохимические реакторы

скачать реферат

Министерство образования Российской Федерации Самарский Государственный Университет

Реферат на тему:

БИОХИМИЧЕКИЕ РЕАКТОРЫ

Выполнила студентка 4 курса, 542 а группы биологического факультета СамГУ Киреева Ирина Александровна

Самара 2001 Содержание стр.Введение …………………………………………………………………………………...31. Классификация биохимических реакторов …………………………………………...42. Устройство и принципы работы биохимических реакторов ………………………...92.1. Реакторы с неподвижным слоем биокатализатора ………………………………...92.2. Биореакторы типа барботажных колонн ……………………………………………102.3. Биореакторы с псевдоожиженным слоем катализатора …………………………..122.4. Реакторы с неподвижным слоем катализатора и со струйным течением жидкости……………………………………………………………………………… 15Заключение ………………………………………………………………………………..17Список литературы ………………………………………………………………………..18Введение

Рассматривая многообразные реакторные устройства, применяемые в настоящее время в биохимических производствах, можно сделать вывод, что во всех реакторах происходят определенные физические процессы (гидродинамические, тепловые, массообменные), с помощью которых создаются оптимальные условия для проведения собственно биохимического превращения вещества (биохимической реакции). Для осуществления этих биохимических процессов биохимический реактор снабжается типовыми конструктивными элементами, широко применяемыми в аппаратах для проведения собственно биохимических процессов (мешалки, контактные устройства, теплообменники и т.д.). Поэтому все биохимические реакторы представляют собой комплексные аппараты, состоящие из известных конструктивных элементов, большинство которых используется для проведения технологических операций, не сопровождающихся биохимическим превращением перерабатываемых веществ. Количество таких конструктивных сочетаний, а значит, и типов реакторов может быть достаточно большим, что объясняется многообразием и сложностью протекающих биохимических реакций. Однако, для всех биохимических реаторов, существуют общие принципы, на основе которых можно найти связь между конструкцией аппарата и основными закономерностями протекающего в нем биохимического процесса. Критериями, по которым можно классифицировать реакционные аппараты, являются периодичность, или непрерывность процесса, его стерильность, гидродинамический режим, тепловой эффект и требуемое количество кислорода для реакций биосинтеза, а так же физические свойства (аргегатное, фазовое состояние) взаимодействующих веществ. Основные типы реакторов описаны ниже.

1. Классификация биохимических реакторов

По принципу организации процесса биохимические реакторы подразделяются на три группы. В реакторе периодического действия (рис. 1) все отдельные стадии процесса протекают последовательно, в разное время. Характер изменения конценраций реагирующих веществ одинаков во всех точках реакционного объема, но различен по времени для одной и той же точки объема. В таком аппарате продолжительностль реакции можно измерить непосредственно, так как время реакции и время пребывания реагентов в реакционном объеме одинаковы. Параметры технологического процесса в периодически действующем реакторе изменяются во времени. Реакторы периодического действия мало производительны и плохо поддаются автоматическому контролю и регулированию. В реактроре непрерывного действия (рис. 2) все отдельные стадии процесса биохимического превращения вещества (подача реагирующих веществ, биохимические реакции,
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

 вывод конечного продукта) осуществляются параллельно, одновременно. Характер изменения концентраций реагирующих веществ в реакционном объеме различен в каждый момент времени в разных точках объема аппарата, но постоянен во времени для одной и той же точки объема. В таких аппратах технологические параметры процесса постоянны во времени. Однако, продолжительность реакции в реакторах непрерывного действия нельзя измерить непосредственно. В аппаратах непрерывного действия время реакции не может совпадать с временем пребывания реагентов, так как каждая элементарная частица вещества находится в реакционном объеме разное время, и, следовательно, общее время пребывания зависит от характера распределения времени пребывания отдельных частиц. В общем случае время реакции зависит от интенсивности перемешивания, структуры потоков в аппарате, и для каждого гидродинамического типа реактора оно индивидуально. Непрерывно действующие реакторы высокопроизводительны, легко поддаются механизации при обслуживании и автоматическому контролю и регулированию при управлении, в том числе с применением быстодействующих электронно-вычислительных машин. Реактор полунепрерывного (полупериодического) действия (рис. 3) работает в неустановленных условиях, так как один из реагентов поступает непрерывно, а другой периодически. Возможны варианты, когда реагенты поступают в реактор периодически, а продукты реакции выгружаются непрерывно. Такой реактор можно рассматривать как непрерывнодействующий аппарат, в котором потоки входящего и выходящего из реактора вещест не равны, и, кроме того, как периодически действующий аппарат, в котором ввод одного из реагирующих веществ или вывод продукта реакции осуществляется периодически. Реакторы полупериодического действия используются тогда, когда изменения скорости подачи реагентов позволяет регулировать скорость процесса. В таблице 1 сопоставлены факторы определяющие периодичность и непрерывность процесса в реакторе. Таблица 1 ФакторыТип процессапериодическийНепрерывныйПериод процесса - время между проведением отдельных стадий процесса (например, между двумя смежными выгрузками продукта). > 0 0Степень непрерывности процесса (где - время, необходимое для проведения всех стадий процесса). > 1 0Последовательность отдельных стадий процесса.ПоследовательноПараллельноМесто проведения отдельных стадий процесса.В одном аппаратеВ нескольких аппаратах или в разных частях одного аппаратаХарактер изменения концентраций реагирующих веществ в реакционном объемеОдинаков во всех точках объема реактора, но различен во времени для одной и той же точки объемаРазличен в каждый момент времени По гидродинамическому режиму (структуре потоков) ректоры делятся на три группы. Реакторы идеального (полного) перемешивания аппараты, в которых потоки реагентов мгновенно и равномерно перемешиваются во всем реакционном объеме. Это значит, что состав и температуру реакционной смеси в таком аппарате можно считать одинаковыми во всем его объеме. На рисунке 4а предствлена типичная зависимость изменения концентрации субстрата во времени в таком реакторе. К такому типу реакторов могут быть отнесены аппараты малого объема с механическим перемешиванием жидкости, частотой вращения мешалки не менее 4 с1 и временем гомогенизации не более 8 минут. Реакторы идеального (полного) вытеснения аппараты, в которых движение реагентов носит поршеневой характер, то есть каждый предыдущий объем, проходящий через аппарат, не смешивается с последующим, так как вытесняется

скачать реферат

---

1 2 3 4 ...    последняя