Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The effect of fermentation modes on the efficiency of organic waste treatment in batch bioreactors

Hovorukha Vira

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no 1

80--86

PL

Ilość stałych odpadów organicznych stale rośnie. Jest to spowodowane wzrostem potencjału przemysłowego i rolniczego, a także nieefektywnością istniejących technologii przetwarzania odpadów. Biotechnologie mogą zapewnić skuteczne, przyjazne dla środowiska rozwiązania w zakresie przetwarzania odpadów. Dlatego celem naszej pracy było porównanie efektywności ściśle beztlenowej fermentacji wieloskładnikowych stałych odpadów organicznych z syntezą wodoru i przetwarzania odpadów z pulsacyjnym dostępem powietrza w bioreaktorach okresowych. Podczas fermentacji kontrolowano następujące parametry: pH, potencjał redoks (Eh), stężenie rozpuszczonych substancji organicznych oraz zawartość H2 , O2 i CO2 w fazie gazowej. Efektywność oceniano poprzez czas trwania procesu, obliczenie stosunku początkowej i końcowej masy odpadów (Кd) oraz uzysk wodoru cząsteczkowego. Uzyskane wyniki wykazały wysoką skuteczność degradacji odpadów organicznych w obu wariantach. Masa odpadów zmniejszyła się odpowiednio 83-krotnie i 86-krotnie. Czas fermentacji w warunkach ściśle beztlenowych wynosił 4 dni, natomiast w trybie z pulsacyjnym dostępem powietrza 7 dni. W pierwszym wariancie uzyskano 2,8-krotnie większy uzysk wodoru (54±4,1 L/kg odpadów), w drugim zmniejszono stężenie rozpuszczonych związków organicznych w płynie pofermentacyjnym. Fermentacja jest skuteczną metodą przyspieszonej degradacji stałych odpadów organicznych. Fermentacja ściśle beztlenowa okazała się przydatna w potrzebie przyspieszenia procesu. Tryb z pulsacyjnym dostępem powietrza pozwala nie tylko na degradację odpadów stałych, ale także na oczyszczenie płynu pofermentacyjnego.

2

Kinetic modelling of lovastatin biosynthesis by aspergillus terreus cultivated on lactose and glycerol as carbon sources

Pawlak M., Bizukojć M.

Chemical and Process Engineering

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

651--665

EN

A kinetic model to describe lovastatin biosynthesis by Aspergillus terreus ATCC 20542 in a batch culture with the simultaneous use of lactose and glycerol as carbon sources was developed. In order to do this the kinetics of the process was first studied. Then, the model consisting of five ordinary differential equations to balance lactose, glycerol, organic nitrogen, lovastatin and biomass was proposed. A set of batch experiments with a varying lactose to glycerol ratio was used to finally establish the form of this model and find its parameters. The parameters were either directly determined from the experimental data (maximum biomass specific growth rate, yield coefficients) or identified with the use of the optimisation software. In the next step the model was verified with the use of the independent sets of data obtained from the bioreactor cultivations. In the end the parameters of the model were thoroughly discussed with regard to their biological sense. The fit of the model to the experimental data proved to be satisfactory and gave a new insight to develop various strategies of cultivation of A. terreus with the use of two substrates.

3

The Optimal Temperature Control for the Reactions with Parallel Deactivation of Enzyme Encapsulated inside Microorganism Cells

Grubecki I.

Computational Methods in Science and Technology

|

2011

|

Vol. 17, No. 1-2

25-34

EN

A batch biotransformation process running in the presence of microorganisms cells revealing a specified enzyme activity has been considered. A non-linear deactivation model suggested by Do and Weiland has been taken into account for modeling of the process. Based on variational calculus computations aimed at finding an optimal selection of temperature conditions that ensure obtaining maximum conversion or minimum duration time necessary for its attaining have been carried out. The solutions were given and discussed for the stationary process, and for the active upper and lower temperature limitations. It has been proved that an application of microorganisms cells results in slowing down the reaction rate and shifting the initial temperature of the stationary profile to higher values. They are more pronounced the lower the permeability of the cell membrane is. In consequence, an extension of the process duration time is observed along the sections of the optimal profile while the lower temperature constraint usually becomes inactive.

4

Optymalne sterowanie temperaturą w bioreaktorze okresowym z równoległą dezaktywacją enzymu

Grubecki I., Kwiatkowska-Marks S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 2

47-48

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.

5

Analityczne rozwiązanie równania Eulera-Lagrange’a w zadaniu optymalizacji dla bioreaktora okresowego z dezaktywacją niezależną od stężenia substratu

Grubecki I., Wójcik M.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3B

457--462

PL

Analizowano problem poszukiwania minimalnego czasu procesu dla enzymatycznej reakcji o kinetyce Michaelisa-Menten, prowadzonej w reaktorze okresowym w obecności biokatalizatora ulegającego dezaktywacji. Do sformułowania zadania optymalizacji zastosowano metodę rachunku wariacyjnego, a otrzymane równanie Eulera-Lagrange’a rozwiązano metodą analityczną.

EN

The problem of finding the minimal time of process for enzymatic reaction with Michaelis-Menten kinetics subject to biocatalyst deactivation in a batch reactor was studied. The method of calculus of variations was applied for formulation of optimization problem and obtained Euler-Lagrange’a equation was solved analytically.