The problems of process costs and pollution of residual waters in the textile industry require increasing attention due to the new ecological regulations and also those resulting from an economic point of view. Hence, the behavior of non-isothermal fixed-bed reactor applied for hydrogen peroxide decomposition by immobilized Terminox Ultra catalase attached onto the outer surface of glass beads was studied to determine the operational conditions at which hydrogen peroxide decomposition is most effectively. A dispersion model for bioreactor applied in this work, and verified experimentally, took into account the coupled mass and heat balances as well as the rate equation for parallel enzyme deactivation. The effect of feed temperature, feed flow rate, feed hydrogen peroxide concentration, and diffusional resistances were analysed. In the calculations the global effectiveness factor based on the external mass-transfer model developed previously was employed to properly predict the real bioreactor behavior.
Określono optymalną temperaturę strumienia przepływającego tłokowo przez izotermiczny reaktor rurowy do rozkładu nadtlenku wodoru przez immobilizowaną katalazę Terminox Ultra. Wspomnianą temperaturę wyznaczono dla stałych wartości natężenia przepływu maksymalizując przeciętny stopień przemiany H2O2 na wylocie z reaktora. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o parametry kinetyczne i transportu masy wyznaczone dla analizowanego procesu przebiegającego w reaktorze modelowym. Wykazano, że optymalna temperatura zasilania jest zależna od stężenia roztworu zasilającego, ilości użytego enzymu, prędkości przepływu i jednocześnie oporów dyfuzyjnych wyrażonych współczynnikiem efektywności biokatalizatora.
EN
The optimal feed temperature was determined for a non-isothermal fixed-bed reactor used in hydrogen peroxide decomposition by immobilized Terminox Ultra catalase. The feed temperature was obtained by maximizing average substrate conversion under the constant feed flow rate and temperature constraints. Calculations were based on kinetic and mass transfer parameters determined for the process carried out in the model reactor. The simulation showed that the optimal feed temperature was strongly dependent on hydrogen peroxide concentration, amount of enzyme used, superficial velocity and diffusion resistance expressed by the biocatalyst effectiveness factor.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW