Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Levegőztetés2 BIM2 2002 KEVERÕMÛ LEVEGŐELOSZTÓ A levegőztetés technikai megvalósítása levegőztetett kevert/levegőztetett.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Levegőztetés2 BIM2 2002 KEVERÕMÛ LEVEGŐELOSZTÓ A levegőztetés technikai megvalósítása levegőztetett kevert/levegőztetett."— Előadás másolata:

1 levegőztetés2 BIM2 2002 KEVERÕMÛ LEVEGŐELOSZTÓ A levegőztetés technikai megvalósítása levegőztetett kevert/levegőztetett

2 levegőztetés2 BIM2 2002 Oxigén átadás buborékból 1.A gázbuborék főtömegéből diffúzió a gáz/folyadék határ- felületre. 1/k g ellenállás k g "vezetõképesség„ (anyagátadási tényező) 2.diffúzió a  l vastagságú – a gázbuborékot burkoló – stagnáló folyadékfilmen át. Ellenállása 1/k l, vezetőképessége k l anyagátadási együttható. 3. Folyadék fõtömege szintén ellenállást képvisel. Konvekció, de... 4.Mikrobákat körülvevő folyadékfilm. Oxigén felvétel mechanizmusa, egy folyadék filmen keresztül történő diffúzióval kezdõdik, majd 5. folytatódik a mikroba vagy mikrobatömeg (flokkulum) vagy mikroba telep (pellet) belsejébe történő diffúzív oxigén transzporttal. 6. Ellenállásként tekinthetjük az oxigén hasznosulás "reakció ellenállását" is: a mikroba légzése is idõben bizonyos sebességgel jellemezhetõ folyamat.

3

4 levegőztetés2 BIM2 2002 Melyik a sebességmeghatározó lépés? KÉTFILM ELMÉLET

5 levegőztetés2 BIM2 2002

6 levegőztetés2 BIM2 2002 H Henry- állandó p b gázbuborékban mérhető oxigén parciális nyomás és C* a vele (hipotetikusan) egyensúlyt tartó folyadékban lenne az oldott oxigén koncentráció. C b a folyadék fõtömegében mérhető oldott oxigén koncentráció és p* lenne a vele egyensúlyban lévő gáz hipotetikus oxigén parciális nyomása. C i, p i a határfelületi oldott oxigén szint ill. parciális oxigén nyomás.

7 levegőztetés2 BIM2 2002

8 levegőztetés2 BIM2 2002 TELJES ANYAGÁTADÁS EREDŐ FOLYADÉKOLDALI OXIGÉNABSZORPCIÓS KOEFFICIENS EREDŐ GÁZOLDALI OXIGÉNABSZORPCIÓS KOEFFICIENS

9 levegőztetés2 BIM2 2002 KÉTFILMELMÉLET Nernst 1904 valójában N=0,8-0,9 BEHATOLÁSI MODELL Higbie 1935 liquid penetration modell FELÜLETMEGÚJULÁSI MODELL Danckwerts 1951 s FELÜLETMEGÚJULÁSI FREKVENCIA surface renewal

10 levegőztetés2 BIM2 2002 K L - az eredő folyadékoldali tömegátadási tényező  cm.s -1  a - térfogategységre jutó anyagátadási felület  cm 2.cm -3 = cm -1  K L a - eredő folyadékoldali (térfogati)oxigénabszorpciós együttható  s -1  ( h -1 ). C* - telítési oxigén koncentráció (mg/dm 3 ) C - az aktuális oldott oxigén koncentráció (mg/dm 3 )

11 levegőztetés2 BIM2 2002 OLDJUK MEG!

12 levegőztetés2 BIM2 2002 OTR Nézzük a fermentációs rendszert! Mikorobák is jelen vannak és lélegeznek

13 levegőztetés2 BIM2 2002 OLDÓDÁSI SEBESSÉG FOGYASZTÁSI SEBESSÉG mindíg K L a(C* - C)  xQK L a(C* - C)  xQ...HA... Á L L A N D Ó S U L T Á L L A P O T BIZONYÍTÁS

14 OLDÓDÁSI SEBESSÉG FOGYASZTÁSI SEBESSÉG

15 levegőztetés2 BIM2 2002

16 Oldott oxigén szint % telítési érték 1 2 3 perc 10 20 ferm. idő (óra) egyensúlyi C 100% C*C* C*C* lag gyorsuló és exponenciális hanyatló szakasz

17 MINDÍG ILYEN EGY SZAKASZOS FERM. OXIGÉN PROFILJA Fermentáció ideje Oldott oxigén sejtkoncentráció termék koncentráció cukor koncentráció

18 BIM2 2002 EMLÉKEZTETŐ: KÉT LIMITÁLÓ S SPECIÁLIS ESETE C-forrás, oxigén Lineáris növekedéslevegőztetés2 Az OTR határozza meg a NÖVEKEDÉS SEBESSÉGÉT

19 levegőztetés2 BIM2 2002 t LAG SZAKASZ GYORS ULÓ NÖVE- KE- DÉSI SZA- KASZ EXPONEN- CIÁLIS FÁZIS HANYATLÓ FÁZIS t LAG SZAKASZ GYORS ULÓ NÖVE- KE- DÉSI SZA- KASZ EXPONEN- CIÁLIS FÁZIS HANYATLÓ FÁZIS LINEÁRIS SZAKASZ Az oxigén beoldódással arányos a növekedés

20 levegőztetés2 BIM2 2002 Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? Mitől függ és hogyan a K L ? Mitől függ és hogyan az a ? Mitől függ és hogyan a K l a ?

21 levegőztetés2 BIM2 2002 Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? A telítési oxigén koncentráció függése a tenyésztési körülményektõl 1. PARCIÁLIS NYOMÁS 1. PARCIÁLIS NYOMÁS - Henry törvény : H - Henry-állandó  bar/móltört; bar.dm 3 /mol; bar.dm 3 /mg  p O2 - oxigén parciális nyomása (amely a C* koncentrációjú oldattal egyensúlyt tartó légtérben lenne mérhetõ)  bar . C* - telítési oxigén koncentráció, oldhatóság  mol/dm 3 ; mg/dm 3  2. HŐMÉRSÉKLET 2. HŐMÉRSÉKLET : Cl-Cl T - a hõmérséklet ( o K)  G - az oxigén abszorpció hője (negatív)

22 levegőztetés2 BIM2 2002 Különböző gázok Henry-állandó értékei különböző hőmérsékleteken Hőmérséklet Henry- állandó *10 -4 [bar/moltört] O CN 2 CO 2 O 2 05,290,0732,55 106,680,1043,27 208,040,1424,01 309,240,1864,75 4010,400,2335,35 5011,300,2835,88 6012,00,3416,29

23 levegőztetés2 BIM2 2002 Wilhelm közelítése 1 bar nyomásra: X oxigén vagy a CO 2 moltörtje T(TARTOMÁNY)ABCD OXIGÉN274-348 o K-286,9415450,636,55930,0187662 SZÉN- DIOXID 273-353 o K-317,6617371,243,0607-0,00219107

24 levegőztetés2 BIM2 2002 Cl-Cl egyenlet közelítő megoldása 4-33 o C tartományban C* - (mg/dm 3 ) A = 468 B = 31,6 t - ( o C). hatványsor közelítés C* becslésére C*  14,16 - 0,3943.t + 0,007714. t 2 - 0,0000646.t 3 C* - (mg/dm 3 ) t - hőmérséklet ( O C) az oxigén oldhatósága csökken a hőmérséklet növekedésével. !!!!!

25 Calculating air dissolved in water for some other pressures at temperature 25 o C (77 o F) can be summarized to: Pressure, abs (atm)123456 Dissolved Air in Water (25 o C) (g/kg)0.0230.0450.0680.0910.1140.136 Dissolved Oxygen in Fresh Water

26 levegőztetés2 BIM2 2002 3. TÁPOLDAT ÖSSZETÉTELÉTŐL VALÓ FÜGGÉS Setchenov, van Krevelen Hoftijzer, Dankwerts tiszta vízben elektrolitok hatása - tiszta vízben C * - adott elektrolit oldatban H i - ionspecifikus kisózási állandók I i - az i-edik ionfajtára vonatkozó ionerősség c i - az i-edik ion molaritása (gion/dm 3 ) z i - az i-edik ion töltése.

27 levegőztetés2 BIM2 2002 Kationok Hi (l.g-ion -1 ) Anionok H i (l.g-ion -1 ) O 2 CO 2 O 2 CO 2 H + -0,774-0,311Cl - 0,8440,340 Na + -0,550-0,129 Br - 0,8200,324 K + -0,596-0,198J - 0,8210,311 NH 4 + -0,720-0,264OH - 0,941 Mg 2+ -0,314-0,079NO 3 - 0,8020,291 Ca 2+ -0,303-0,071SO 3 2- 0,4530,213 Mn 2+ -0,311CO 3 2- 0,485 PO 4 3- 0,3200,147 Ionspecifikus állandók CO 2 és O 2 oldatára (25 o C)

28 levegőztetés2 BIM2 2002 Szerves anyagok hatása az oxigén oldhatóságára k ún. Setchenov-állandó és C szerv szervesanyag koncentrációja a tápoldatban. LINEÁRIS KÖZELÍTÉS glükózra, laktózra, szaharózra m = 0,0012 dm 3 /g m = 0,0012 dm 3 /g 150-200 g/dm 3 cukor koncentrációig. 0,0009 helyett található az irodalomban szaharózra 0,0009-es érték is (vagy K = 4,36.10 dm 3 /g)

29 HŐMÉRSÉKLETTÁPOLDATÖSSZETÉTEL MIVEL NÖVELHETŐ C* ÉRTÉKE? ÖSSZNYOMÁSlevegőztetés2 BIM2 2002 pO2pO2pO2pO2 GÁZÖSSZETÉTEL TISZTA OXIGÉN


Letölteni ppt "Levegőztetés2 BIM2 2002 KEVERÕMÛ LEVEGŐELOSZTÓ A levegőztetés technikai megvalósítása levegőztetett kevert/levegőztetett."

Hasonló előadás


Google Hirdetések