Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ błony komórkowej na optymalne profile temperatury w procesie biotransformacji z równoległą dezaktywacją wewnątrzkomórkowego enzymu

Grubecki I.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 3

87--89

PL

Rozważono okresowy proces biotransformacji przebiegający w obecności komórek drobnoustrojów wykazujących aktywność enzymu ulegającego dezaktywacji równoległej. W oparciu o klasyczną metodę rachunku wariacyjnego określono optymalne warunki temperaturowe zapewniające minimalny czas przebiegu procesu. Wykazano, że zastosowanie komórek drobnoustrojów spowalnia szybkość przebiegu rozkładu nadtlenku wodoru powodując przesunięcie początkowej temperatury profilów optymalnych w kierunku wyższych wartości. Przesuniecie to jest tym wyraźniejsze, im niższa jest przenikalność błony komórkowej. W konsekwencji obserwuje wydłużenie czasu przebiegu procesu optymalnego, przy czym dolne ograniczenie temperaturowe staje się nieaktywne.

EN

A batch biotransformation process running in the presence of microorganisms cells revealing a specified enzyme activity was considered. The parallel deactivation of enzyme was taken into account. Based on variational calculus computations the optimal temperature conditions ensuring minimum duration time were determined. It was proved that the application of microorganisms cells results in slowing down the reaction rate and shifting the initial temperature of stationary profile to higher values. They are more pronounced when the lower is the permeability of membrane cell. In consequence, the extension of process duration time is observed along the sections of optimal profile while the lower temperature constraint usually becomes inactive

2

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.

3

Analiza wpływu optymalnego sterowania temperaturą w reaktorze okresowym na stopień przemiany

Grubecki I., Wójcik M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 6

5-7

PL

W odniesieniu do reakcji Ť-tego rzędu przebiegającej w reaktorze okresowym w obecności katalizatora ulegającego dezaktywacji niezależnej od stężenia substratu przeanalizowano korzyści wynikające z zastosowania optymalnego profilu względem warunków izotermicznych wyrażone względnym przyrostem stopnia przemiany. Założono przy tym identyczność początkowej i końcowej aktywności zastosowanego katalizatora w rozważanych warunkach temperaturowych oraz równość czasów przebiegu procesu tj;w tych warunkach. Określono wpływ ilorazu energii aktywacji, końcowej aktywności katalizatora oraz rzędu reakcji n. Wykazano, że korzyści wynikające z zastosowania optymalnego profilu temperatury względem warunków izotermicznych wyrażone względnym przyrostem stopnia przemiany są tym bardziej znaczące im wyższa jest wartość ilorazu energii aktywacji oraz proces prowadzony jest do możliwie niskich wartości końcowych aktywności katalizatora. Dodatkowo wspomniane korzyści ulegają zwiększeniu wraz z obniżeniem rzędu reakcji n.

EN

Advantages expressed by the relative increase of conversion resulting from the application of optimal temperature profile as compared to isothermal conditions have been considered with respect to the n-th order reaction carried out in a batch reactor in the presence of catalyst undergoing deactivation independently of substrate concentration. Identical initial and final state of the catalyst as well as reaction duration times and has been assumed. The effects of activation energy quotient, final catalyst activity and reaction order n have been determined. It has been proved that advantages resulting from the application of optimal temperature profile with respect to isothermal conditions expressed by the relative conversion increase are the more pronounced, the higher is value of the activation energy quotient and when the process is carried out till possibly low values of the final bio-catalyst activity. Additionally, the mentioned advantages increase with the decreasing of reaction order n.