A levegőztetés technikai megvalósítása

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
A megoszlási egyensúly
Advertisements

Porleválasztó berendezések
A víz oxigéntartalmának meghatározása
A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011.
Gáz-folyadék fázisszétválasztás
Halmazállapotok Részecskék közti kölcsönhatások
Akvapónia üzemeltetés Aquaponics operation and maintenance
SZTOECHIOMETRIAI SZÁMÍTÁSOK A REAKCIÓEGYENLET ALAPJÁN
Vízminőségi jellemzők
CITROMSAV FELDOLGOZÁSA
Analitikai Kémia.
Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György
A membrántranszport molekuláris mechanizmusai
NH4OH Szalmiákszesz Ammónium-hidroxid
Többkomponensű rendszerek Vizes oldatok
Redoxi-reakciók, elektrokémia Vizes elektrolitok
Sav-bázis egyensúlyok
SÓOLDATOK KÉMHATÁSA PUFFEROLDATOK
OLDATOK KOLLIGATÍV TULAJDONSÁGAI
VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA
Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei
Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei
Az elemek lehetséges oxidációs számai
Heterogén kémiai egyensúly
Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban
Kémiai egyensúlyok A kémiai reakciók reakcióidő szempontjából lehetnek: pillanatreakciók időreakciók A reakciók lehetnek. egyirányú egyensúlyi reakciók.
A talaj 3 fázisú heterogén rendszer
A KÉMIAI EGYENSÚLY A REAKCIÓK MEGFORDÍTHATÓK. Tehát nem játszódnak le végig, egyensúly alakul ki a REAKTÁNSOK és a TERMÉKEK között. Egyensúlyban a termékekhez.
A mikroba szaporodás alapösszefüggései
FERMENTÁCIÓS GYAKORLAT
Reakciók vizes közegben, vizes oldatokban
A moláris kémiai koncentráció
Híg oldatok törvényei. Kolligatív tulajdonságok
A mikroba szaporodás alapösszefüggései
FERMENTÁCIÓS RENDSZEREK LEVEGŐELLÁTÁSA
Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ?
Fermentlevek reológiai viselkedése BIM Alapfogalmak belső súrlódás 1. NEWTON-i fluidumokra τ a fluidumra ható nyírófeszültség (erő/felület)  nyírósebesség,
Növekedés és termékképződés idealizált reaktorokban
FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ
Vízminőségi modellezés. OXIGÉN HÁZTARTÁS.
Szonolumineszcencia vizsgálata
STRONCIUM-ION MEGKÖTŐDÉSÉNEK KINETIKÁJA TERMÉSZETES AGYAGMINTÁKON
4. Ismertesse az aminosavak reszolválási módszereit.(5 pont)
TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI
Sav-bázis reakciók BrønstedLowry-féle sav-bázis elmélet
OLDÓDÁS.
Munkafüzet feladatainak megoldása 29.old.- 31.old.
Mi a neve az üvegben levő folyadéknak?
Nitrogén I. Cseppfolyós nitrogén Tiszta N2 előállítása NH3 előállítása
A K V A R I S Z T I K A Főbb témakörök - a víz - a hal
Üledékes sorozatok tagolás - agyagindikátorok
A légzési gázok szállítása
A széndioxidról másképp
Kémiai egyensúlyok. CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O v 1 = k 1 [CH 3 COOH].[C 2 H 5 OH] v 1 = k 1 [CH 3 COOH].[C 2 H 5 OH] v 2 = k 2 [CH.
8. Csapadékos titrálások
Oldatkészítés, oldatok, oldódás
Kémiai reakciók Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:
Halmazállapotok Gáz Avogadro törvénye: azonos nyomású és hőmérsékletű gázok egyenlő térfogatában – az anyagi minőségtől, molekula méretétől függetlenül.
Fermentációs összefoglaló
A bioreaktorok előadás keretében készítette: Márton Tímea és Waldinger Anett
Oldat = oldószer + oldott anyag (pl.: víz + só, vagy benzin + olaj )
Növekedés és termékképződés idealizált reaktorokban
Diffúzió Diffúzió - traszportfolyamat
Fizikai kémia I. az 1/13. GL és VL osztály részére
FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ
Méréstechnika 1/15. ML osztály részére 2017.
A légzési gázok szállítása
Analitikai számítások a műszeres analitikusoknak
OLDATOK.
OLDATOK.
Előadás másolata:

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

Oxigén átadás buborékból levegőztetés2 BIM2 2002 Oxigén átadás buborékból 1.A gázbuborék főtömegéből diffúzió a gáz/folyadék határ- felületre. 1/kg ellenállás kg "vezetõképesség„ (anyagátadási tényező) 2.diffúzió a l vastagságú – a gázbuborékot burkoló – stagnáló folyadékfilmen át. Ellenállása 1/kl , vezetőképessége kl 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.

levegőztetés2 BIM2 2002 Melyik a sebességmeghatározó lépés? KÉTFILM ELMÉLET

levegőztetés2 BIM2 2002

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

levegőztetés2 BIM2 2002

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

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

levegőztetés2 BIM2 2002 KL - az eredő folyadékoldali tömegátadási tényező cm.s-1 a - térfogategységre jutó anyagátadási felület cm2.cm -3= cm -1 KLa - eredő folyadékoldali (térfogati)oxigénabszorpciós együtthatós-1 ( h-1 ). C* - telítési oxigén koncentráció (mg/dm3) C - az aktuális oldott oxigén koncentráció (mg/dm3)

levegőztetés2 BIM2 2002 OLDJUK MEG!

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

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

OLDÓDÁSI SEBESSÉG FOGYASZTÁSI SEBESSÉG

levegőztetés2 BIM2 2002

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

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

EMLÉKEZTETŐ: KÉT LIMITÁLÓ S SPECIÁLIS ESETE levegőztetés2 BIM2 2002 EMLÉKEZTETŐ: KÉT LIMITÁLÓ S SPECIÁLIS ESETE C-forrás, oxigén Lineáris növekedés Az OTR határozza meg a NÖVEKEDÉS SEBESSÉGÉT

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

Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? levegőztetés2 BIM2 2002 Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? Mitől függ és hogyan a KL? Mitől függ és hogyan az a ? Mitől függ és hogyan a Kla ?

Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? levegőztetés2 BIM2 2002 Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C* ? A telítési oxigén koncentráció függése a tenyésztési körülményektõl 1. PARCIÁLIS NYOMÁS - Henry törvény : H - Henry-állandó  bar/móltört; bar.dm3/mol; bar.dm3/mg  pO2- oxigén parciális nyomása (amely a C* koncentrációjú oldattal egyensúlyt tartó légtérben lenne mérhetõ) bar. C* - telítési oxigén koncentráció, oldhatóság mol/dm3; mg/dm3  2. HŐMÉRSÉKLET : Cl-Cl T - a hõmérséklet (oK) G - az oxigén abszorpció hője (negatív)

levegőztetés2 BIM2 2002 Különböző gázok Henry-állandó értékei különböző hőmérsékleteken Hőmérséklet Henry- állandó *10 -4 [bar/moltört] OC N2 CO2 O2 0 5,29 0,073 2,55 10 6,68 0,104 3,27 20 8,04 0,142 4,01 30 9,24 0,186 4,75 40 10,40 0,233 5,35 50 11,30 0,283 5,88 60 12,0 0,341 6,29

Wilhelm közelítése 1 bar nyomásra: levegőztetés2 BIM2 2002 Wilhelm közelítése 1 bar nyomásra: X oxigén vagy a CO2 moltörtje T(TARTOMÁNY) A B C D OXIGÉN 274-348 oK -286,94 15450,6 36,5593 0,0187662 SZÉN-DIOXID 273-353 oK -317,66 17371,2 43,0607 -0,00219107

az oxigén oldhatósága csökken a hőmérséklet növekedésével. !!!!! levegőztetés2 BIM2 2002 Cl-Cl egyenlet közelítő megoldása 4-33 oC tartományban C* - (mg/dm3) A = 468 B = 31,6 t - (oC). hatványsor közelítés C* becslésére C*  14,16 - 0,3943.t + 0,007714. t2 - 0,0000646.t3 C* - (mg/dm3) t - hőmérséklet (OC) az oxigén oldhatósága csökken a hőmérséklet növekedésével. !!!!!

Dissolved Oxygen in Fresh Water      Calculating air dissolved in water for some other pressures at temperature 25oC (77oF) can be summarized to: Pressure, abs (atm) 1 2 3 4 5 6 Dissolved Air in Water (25oC) (g/kg) 0.023 0.045 0.068 0.091 0.114 0.136

levegőztetés2 BIM2 2002 3. TÁPOLDAT ÖSSZETÉTELÉTŐL VALÓ FÜGGÉS Setchenov, van Krevelen Hoftijzer, Dankwerts tiszta vízben elektrolitok hatása - tiszta vízben C* - adott elektrolit oldatban Hi - ionspecifikus kisózási  állandók Ii - az i-edik ionfajtára vonatkozó ionerősség ci - az i-edik ion molaritása (gion/dm3 ) zi - az i-edik ion töltése.

Ionspecifikus állandók CO2 és O2 oldatára (25 oC) levegőztetés2 BIM2 2002 Ionspecifikus  állandók CO2 és O2 oldatára (25 oC) Kationok Hi (l.g-ion-1) Anionok Hi (l.g-ion-1) O2 CO2 O2 CO2 H+ -0,774 -0,311 Cl- 0,844 0,340 Na+ -0,550 -0,129 Br- 0,820 0,324 K+ -0,596 -0,198 J- 0,821 0,311 NH4+ -0,720 -0,264 OH- 0,941 Mg2+ -0,314 -0,079 NO3- 0,802 0,291 Ca2+ -0,303 -0,071 SO32- 0,453 0,213 Mn2+ -0,311 CO32- 0,485 PO43- 0,320 0,147

Cszerv szervesanyag koncentrációja a tápoldatban. levegőztetés2 BIM2 2002 Szerves anyagok hatása az oxigén oldhatóságára k ún. Setchenov-állandó és Cszerv szervesanyag koncentrációja a tápoldatban. LINEÁRIS KÖZELÍTÉS glükózra, laktózra, szaharózra m = 0,0012 dm3/g 150-200 g/dm3 cukor koncentrációig. helyett található az irodalomban szaharózra 0,0009-es érték is (vagy K = 4,36.10 dm3/g)

pO2 MIVEL NÖVELHETŐ C* ÉRTÉKE? ÖSSZNYOMÁS GÁZÖSSZETÉTEL HŐMÉRSÉKLET levegőztetés2 BIM2 2002 MIVEL NÖVELHETŐ C* ÉRTÉKE? ÖSSZNYOMÁS pO2 GÁZÖSSZETÉTEL TISZTA OXIGÉN HŐMÉRSÉKLET TÁPOLDATÖSSZETÉTEL