Математическая модель кинетики процесса ферментации лимонной кислоты

Формализованное описание автоматизированной системы

Синтеза и анализа проектных решений микробиологического синтеза лимонной кислоты

Перед началом проектирования любого производства следует:

- провести анализ объекта проектирования;

- выявить основные характеристики объекта проектирования (исследования) и составить его формализованное описание;

- точно сформулировать задачу проектирования (например, синтеза или анализа).

Формализованное описание процесса выбора ферментатора из БД конструктивно-

технологических характеристик аппаратов представлено на рисунке 1.

Рисунок 1 – Формализованное описание процесса выбора ферментатора из БД аппаратов

На рисунке 1:

X 1 = { Np , P } – вектор входных параметров,

где Np – количество доступных параметров, шт.;

Pv – значение параметра.

V 1 = { n , minP , maxP } – вектор варьируемых параметров,

где n – количество выбранных параметров, шт.;

minP – минимальное значение выбранного параметра;

maxP – максимальное значение выбранного параметра.

Y 1 = { Nf } – вектор выходных параметров,

где Nf – количество ферментаторов, удовлетворяющих условиям поиска, шт..

Формализованное описание процесса глубинной периодической ферментации

лимонной кислоты представлено на рисунке 2.

Y 2= {X _к , P _к , t _к , T _опт , M_X _к , M_P _к , M_X _при _T _опт , M_P _при _T _опт }

V2= {S _крит}

Рисунок 2 – Формализованное описание процесса глубинной периодической ферментации лимонной кислоты

На рисунке 2:

X 2 = { X ₀ , S ₀ , P ₀ , K_s , k , S _{подпитка1} , S _{подпитка2} , b , q , µ _m , α_X _/ _S , α_P _/ _S , t _ step , t _{подпитка1} , t _{подпитка2} } – вектор входных параметров,

где X ₀ – начальная концентрация биомассы, г/л ;

S ₀ – начальная концентрация субстрата, г/л ;

P ₀ – начальная концентрация продукта, г/л ;

K_s – константа для модели Моно ;

k – коэффициент ингибирования роста продукта, ;

S _{подпитка1} – концентрация субстрата, подпитка №1, г/л ;

S _{подпитка2} – концентрация субстрата, подпитка №2, г/л ;

b – коэффициент ингибирования скорости роста биомассы, ;

q – удельная скорость образования лимонной кислоты, ;

µ_m – максимальная удельная скорость роста биомассы, 1/ч ;

α_X_/_S – расходный коэффициент потребления субстрата на рост биомассы, г/г ;

α_P_/_S – расходный коэффициент потребления субстрата на производство продукта, г/г ;

t _ step – шаг по времени, ч ;

t _{подпитка1} – время загрузки подпитки № 1, ч ;

t _{подпитка2} – время загрузки подпитки № 2, ч ;

V – объем биореактора, л .

V2 = { S _крит } – вектор варьируемых параметров,

где S _крит – критическая концентрация субстрата, г/л .

Y 2 = { X _к , P _к , t _к , T _опт , M_X _к , M_P _к , M_X _при _T _опт , M_P _при _T _опт } – вектор выходных параметров,

где X _к – конечная концентрация биомассы, г/л ;

P _к – конечная концентрация лимонной кислоты, г/л ;

t _к – время ферментации, ч ;

T _опт – оптимальное время ферментации, ч ;

M_X _к – масса биомассы при t_к, кг ;

M_P _к – масса лимонной кислоты при t_к, кг ;

M_X _при _T _опт – масса биомассы при T_опт, кг ;

M_P _при _T _опт – масса лимонной кислоты при T_опт, кг .

Математическая модель кинетики процесса ферментации лимонной кислоты

(1)

(2)

(3)

Н.У. t = t₀, X=X₀, S=S₀, P=P₀,

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 183; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!