MPP: P10 Modelovanie biochemického reaktora

Zhrnutie prednášky

Prednáška nadväzuje na predchádzajúce cvičenia venované modelovaniu chemického reaktora typu CSTR a naznačuje jednoduché rozšírenie smerom k biochemickým reaktorom. Najprv sa zopakuje postup zostavovania materiálovej a energetickej bilancie reaktora vrátane predpokladu dokonalého miešania a zjednodušenia chladiaceho plášťa na kompartment s konštantnou teplotou. Ťažiskom je analýza ustálených stavov reaktora pomocou grafickej metódy porovnávajúcej krivku odvedeného tepla (lineárnu, závislú od teploty chladiacej vody) a krivku vygenerovaného reakčného tepla (nelineárnu funkciu teploty reakčnej zmesi). Na príkladoch silného, slabého a stredného chladenia sa ukazuje, že reaktor môže mať jeden, alebo až tri priesečníky týchto kriviek, teda jeden alebo tri možné ustálené stavy. V diskusii so študentmi sa vysvetľuje, že prostredný ustálený stav pri troch riešeniach je zvyčajne nestabilný a hranice oblasti nestability možno určiť pomocou dotyčníc ku krivke generovaného tepla.

• - Nadväznosť na predchádzajúce prednášky o CSTR reaktore a jeho materiálovej/energetickej bilancii.
• - Predpoklad dokonalého miešania a konštantnej teploty chladiaceho plášťa zjednodušuje systém na jeden kompartment.
• - Zavedenie biochemického reaktora ako rozšírenia klasického chemického reaktora.
• - Analýza ustálených stavov pomocou grafu závislosti odvedeného a generovaného tepla od teploty v reaktore.
• - Odvedené teplo je lineárnou funkciou teploty (smernica daná prietokom a chladiacimi parametrami), generované teplo je nelineárnou funkciou (reakčná entalpia).
• - Podľa intenzity chladenia (silné, slabé, stredné) môže existovať jeden alebo tri ustálené stavy reaktora.
• - Pri troch ustálených stavoch je stredný stav zvyčajne nestabilný, hranice stability sa určujú pomocou dotyčníc ku krivke generovaného tepla.

Zhrnutie pripravené s pomocou AI z prepisu videa.