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By K.-H. Wolf

Das vorliegende Buch enthält neben einer kurzen Einführung eine Sammlung von Berechnungsbeispielen zur Bioreaktionstechnik. Die 15 ausführlich durchgerechneten Beispiele beinhalten ausgewählte Problemstellungen zum Stofftransport, zur Formalkinetik, Dynamik und Stabilität. Sie sind durch Abbildungen, Tabellen, Kommentare und Hinweise gestützt, die ein Nacharbeiten mit Taschenrechner und/oder desktop erlauben. Alle dargestellten Berechnungsbeispiele sind konkreten praktischen Ergebnissen entlehnt.
Das Buch dient zur schnellen und erfolgreichen Einarbeitung in das Gebiet der Bioreaktionstechnik sowohl für den Studenten als auch für den bereits im Beruf stehenden Praktiker.

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KOH+[OH] 4 /1 max /1 = /1 +--------==-=----(1 + [OH]IKH)(l + [OH]lKoH ) Tab. 8e. /1 = J(T); qp = J(T). Fur diese Abhangigkeit wird statt /1 dann qp gesetzt, d. h. qp = qp,max' .. Nr. Abhiingigkeit Quelle /1=/10+ KT /1=/1max-K(~ -IY 2 3 /1 =/1oexp (-KIT) 4 /1 = /11 exp (- K/T) - /12 exp (- K21T) 5 /1 = /1' exp (-KIT) Arrhenius [76] Tab. 8 fund g. qp = J{J1) Nr. Abhangigkeit Nr. 8h. -'=----1+ cx(t) (_c x_. l max • t) cxo 4 m- 3 kJ Beachten Sie: Y Qlx = Q' _ QR RfJ,VL Q Reaktionswarme kJ Cc C CO 2 cp P Co Cs Cx Konzentration kgm- 3 Produkt [LJRH(x)j S Substrat ° X Biomasse Sauerstoff Symbol fUr die Masse kg Makroskopische ProzeBvariable i/j _ QR VL = Rx( -LJRH) Q- kJ m- 3 h- 1 R dt dcc R c=- dt dcp R =p dt R 0 =- dco dt Rs =- dcs dt Rx =- dcx Absolut kgm- 3 h- 1 kJ kg- 1 h- 1 1 QR qR=-CX V L fJ,=-R x Cx 1 qs=-Rs Cx 1 qo=-R o Cx 1 qp =-R p Cx 1 qc = -Rc Cx 1 Spezifisch qi h- 1 Stoffanderungsgeschwindigkeit kg kJ- Y xlQ Y c/o Y p/s Y x10 Y xls 1 Ertragskoeffizienten Yj/i kg kg- 1 Tab.

Dt Yx / o Yp / o - (51) Diese einzelnen Bilanzen GIn. (37, 38, 48, 51) sind uber die Ertragsfaktoren lj/i und den Wachstumsterm Rx stachiometrisch gekoppelt: 22 3 Bilanzen und Reaktormodelle (52) (53) (54) Auf diese Weise entsteht ein System gekoppelter (gewohnlicher) Differentialgleichungen, das folgende Form hat: dc dt -2 = -Dcx [1 +a(l-p)]+Rx (55) (56) (57) (58) In den Oln. (56) und (58) Hillt sich Rp durch 01. (53) ausdrucken, wenn die Struktur der Wachstumsgleichung sowie das Produktbildungsgesetz bekannt sind.

Hierfur bietet sich z. B. die Modellbank Biotechnologie [15] an. Ein Berechnungsschema zeigt Tab. 7. Je nach Umfang der experimentellen Ergebnisse lassen sich einzelne der nachfolgenden Zusammenhange berechnen: fl fl fl fl fl = f(c s ) =f(c p) =f(cx ) =f(pH) =f(T) bzw. 1,) qp =f(cs ) qp =f(cp) qp =f(pH) qp =f(T) Aus dies en Darstellungen gewinnt man ganz charakteristische Verlaufe, die bestimmten Mechanismen der Formalkinetik gehorchen. Birjukow und Kantere [35] sowie Wolf [36] (nur logistische Gleichungen) haben zahlreiche dieser Verlaufe dargestellt und die dazugeharenden formalkinetischen Modelle (verschiedener Autoren) tabelliert.

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