Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Jak najefektywniej oczyszczać ścieki przemysłowe z nadtlenku wodoru?

Grubecki I.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2017

|

Nr 3

72--73

PL

Przeprowadzono analizę matematyczną by ocenić, czy zastosowanie optymalnego sterowania temperaturą w procesie rozkładu nadtlenku wodoru przez natywną katalazę Terminox Ultra jest uzasadnione. Oceny dokonano w oparciu o wskaźnik będący ilorazem czasów trwania procesu prowadzonego przy optymalnym profilu temperatury oraz w warunkach izotermicznych. Wykazano, że zastosowanie optymalnego sterowania temperaturą jest uzasadnione, gdy proces przebiega do osiągnięcia wysokich stopni przemiany oraz niskich aktywności enzymu. Dodatkowo wprowadzenie ograniczeń temperaturowych obniża wartość ocienianego wskaźnika. Przedstawiona analiza może być pomocna przy ekonomicznej ocenie procesów sterowanych optymalnie.

EN

A mathematical analysis is proposed to assess if the application of optimal temperature control (OTC) in the hydrogen peroxide decomposition process by Terminox Ultra catalase is justified. The estimation was performed on basis of the indicator expressed by a quotient of process duration under time-optimal temperature control and that for isothermal conditions (IC). It was found that the application of OTC is justified when the process under consideration is running up to attain a high conversion and low final enzyme activity. Additionally, the application of temperature constraints causes a decrease of the assessed indicator value. The framework proposed here can be helpful for the evaluation of economic aspects of optimally controlled processes.

2

Optymalne sterowanie temperaturą w procesie rozkładu nadtlenku wodoru przez katalazę Aspergillus niger z uwzględnieniem termicznej dezaktywacji enzymu

Grubecki I., Miłek J., Trawczyńska I., Wójcik M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 3

90--92

PL

Katalaza znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle włókienniczym, spożywczym i celulozowo-papierniczym do usuwania pozostałości nadtlenku wodoru. Proces ten zazwyczaj prowadzony jest w warunkach izotermicznych, co może przyczynić się do szybszej dezaktywacji zastosowanego enzymu. W pracy podano optymalny sposób sterowania temperaturą uwzględniający nie tylko dezaktywację substratem, lecz również dezaktywację termiczną katalazy. Na tej podstawie stwierdzono, że w obliczeniach projektowych wpływ dezaktywacji termicznej dla rozważanego początkowego stężenia nadtlenku wodoru może być zaniedbany.

EN

Catalase is the enzyme having useful applications in textile, food processing and pulp and paper industry for removing a hydrogen peroxide residuum. Abovementioned process is carried out usually under isothermal conditions. Such conditions can cause faster enzyme deactivation. In this paper the optimal temperature control was presented accounting for not only deactivation caused by the substrate but thermal deactivation of catalase as well. It was proved that the effect of thermal deactivation of catalase in the bioreactor design may be neglected.

3

Porównanie ilości enzymu ulegającego dezaktywacji dozowanego do bioreaktora okresowego w warunkach izotermicznych oraz z optymalnym sterowaniem temperaturą

Grubecki I., Politowska D

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 3

149--150

PL

Prowadzenie procesów biotransformacji przy optymalnym sterowaniu temperaturą jest bardziej korzystne aniżeli w przypadku zastosowania warunków izotermicznych. Aby to oszacować przeanalizowano proces z enzymem natywnym ulegającym zarówno dezaktywacji niezależnej od stężenia substratu jak i równoległej. Stosując klasyczną metodę rachunku wariacyjnego uzyskano równanie analityczne pozwalające odpowiedzieć na pytanie, ile enzymu można oszczędzić w procesie prowadzonym przy optymalnym sterowaniu temperaturą w porównaniu z jego przebiegiem w warunkach izotermicznych. Rozważono przy tym wpływ ilorazu energii aktywacji na uzyskane korzyści. Wykazano, że niskie końcowe aktywności enzymu, dla względnie wysokich wartości ilorazu energii aktywacji, powodują znaczące oszczędności enzymu, dwukrotne lub większe, gdy zamiast warunków izotermicznych zastosuje się optymalne sterowanie temperaturą.

EN

It is known that the running of biotransformations at optimal temperature control is more profitable than in a case of isothermal conditions application. In order to quantify it, biotransformation process with native enzyme deactivation both parallel and independent of substrate concentration, running in a perfect batch reactor was analyzed. Making use of variational calculus method the analytical expression was derived enabling one to answer the question how much of enzyme can be saved if instead of commonly applied isothermal conditions the optimal temperature control is used. An effect of the activation energy quotient on the magnitude of such benefits was considered. It was proved that the lower catalyst activity for relatively high values of activation energy quotient caused significant enzyme savings - two or even more time greater than in a case of optimal temperature control application compared to isothermal process.

4

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.