Optymalne sterowanie temperaturą w bioreaktorze okresowym z równoległą dezaktywacją enzymu

• Autorzy: Grubecki I. , Kwiatkowska-Marks S.

Warianty tytułu

EN

Optimal temperature control in a batch bioreactor with parallel deactivation of enzyme

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej zatem pracy, dla procesu rozkładu nadtlenku wodoru przez natywną katalazę drożdży Saccharomyces cerevisae, określono optymalne warunki prowadzenia procesu z punktu widzenia czasu jego trwania. W obliczeniach wykorzystano równanie szybkości dezaktywacji katalazy zaprezentowane przez Do i Weilanda. Okazało się, że realizacja procesu musi przebiegać przynajmniej przy aktywnym górnym T- Tmax ograniczeniu temperaturowym, przy czym długość odcinka stacjonarnego jest tym krótsza im wyższe są wartości energii aktywacji zmian stałych Michaelis. Stwierdzono, że spadek ilorazu energii aktywacji E i końcowej aktywności biokatalizatora Cef oraz wzrost stopnia przemiany αf=1- Csf powodują wzrost sumarycznego czasu procesu. W sytuacji, gdy realizacja warunków optymalnych okazała się niemożliwa podano rozwiązanie suboptymalne.

EN

Based on the decomposition process of hydrogen peroxide by the native yeast catalase Saccharomyces cerevisae and the equation of its deactivation suggested by Do and Weiland, in the present paper an analysis was performed aimed at the determination of optimal temperature control with respect to the process duration time. Additionally, the effect of temperature on Michaelis constants is expressed by the Arrhenius equation. It was proved that the process accomplishment usually has to be made at least at the active upper Tmas temperature constraint, while the length of stationary section is the shorter, the higher are values of the activation energy of the variation of Michaelis constants. It was found that a jdecrease in the activation energy quotient E and the final catalyst activity CEJ , as well as an increase in conversion αf=1- Csf results in an increase of the overall process duration time tf.opt.

Słowa kluczowe

PL

dezaktywacja biokatalizatora; bioreaktor okresowy; optymalizacja; profil temperatury optymalny; rachunek wariacyjny

EN

biocatalyst deactivation; batch bioreactor; optimization; optimal temperature profile; calculus of variations

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Inżynieria i Aparatura Chemiczna
• Rocznik: 2010
• Tom: Nr 2
• Strony: 47--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Grubecki I.

autor

Kwiatkowska-Marks S.

• Katedra Inżynierii Chemicznej i Bioprocesowej, Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Bydgoszcz,

Bibliografia

• [1] A. Arpornwichanop, P. Kittisupakorn, LM. Mujtaba: Chem. Eng. Process. 44, 101 (2005).
• [2] Z. Szwast, S. Sieniutycz: Chem. Eng. J. 103, 45 (2004).
• [3] N.M. Faqir, MM. Attarakih: Biotechnol. Bioeng. 77, 163 (2002).
• [4] P. George: Nature 160, 41 (1947).
• [5] D. Do, R.H. Weiland: Biotechnol. Bioeng. 22, 1087 (1980).
• [6] F. Horst, E.H. Rueda, M.L. Ferreira: Enzyme Microb. Technol. 38, 1005 (2006).
• [7] F. Horn: Chem. Eng. Sci. 14, 77 (1961).
• [8] I. Grubecki: J. Process Control (przyjęte do druku).
• [9] E. Ricca, V. Calabro, S. Curcio, G. lorio: Biochem. Eng. J. 48, 81 (2009).