Skip to main content

Charakterisierung von Bioreaktoren

  • Conference paper
Fermentation
  • 206 Accesses

Summary

The general problem of the characterization of bioreactors is presented and it is recommended that for comparison purposes a “certificate of standards” should be created.

A detailed description of the significance of mixing behaviour as an important parameter for the characterization of bioreactors is given. A new method for the determination of mixing behaviour is also shown.

The coupHng of mixing behaviour with residence time distribution and the kinetics of biological processes is exemplified.

Zusammenfassung

Die Problematik der quantitativen Charakterisierung von Bioreaktoren wird aufgezeigt und als Vorschlag zur Standardisierung ein „reaktortechnischer Typenschein“ angeregt.

Im Detail wird auf die Bedeutung des Mischverhaltens als einen wesentlichen Parameter zur Charakterisierung von Bioreaktoren hingewiesen und ein neuer Weg zur Bestimmung des Mischverhaltens vorgestellt.

Die Verknüpfung des Mischverhaltens mit der Verweilzeitverteilung und der Kinetik von Bioprozessen wird an Hand einer exemplarischen Vorgangsweise demonstriert.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 44.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD 59.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Abbreviations

c:

Konzentration eines Stroffes

f(t):

Verweilzeitverteilungsfunktion der Gesamtimpulsfunktion

J:

Inhomogenitat, Segregationsgrad

GRF:

gerührter Rohrfermenter nach G. Gorbach

R:

Reaktionsgeschwindigkeit

t:

Zeit

T:

mittlere Verweilzeit

tM :

Mischzeit

tu :

Umlaufzeit

Tv :

mittlere Verweilzeit des Gesamtsystems

VZV:

Verweilzeitverteilung

Ausgang:

Ausgang eines Strömungssysterns

mix:

perfekt gemischt

o:

Anfangszustand

seg:

total segregiert

-(oben):

Mittelwert

Literatur

  1. Chen, M. S. K.: The theory of micromixing for unsteady state flow reactors. Chem. Eng. Sci. 26, 17–28 (1971).

    Article  CAS  Google Scholar 

  2. Chen, M. S. K., Fan, L. T.: A reversed two-environment model for micromixing in a continuous flow reactor. Can. J. Chem. Eng. 49, 704–708 (1971).

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. Danckwerts, P. V.: Continuous flow systems (Distribution of residence times). Chem. Eng. Sci. 2, 1–13 (1953).

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. Danckwerts, P. V.: The effect of incomplete mixing on homogeneous reactions. Chem. Eng. Sci. 8, 93–102 (1958).

    Article  Google Scholar 

  5. Einsele, A.: Maßstabsvergrößerung von Reaktoren für mikrobielle Wachstumsprozesse. Habilitationsschrift, ETH-Zürich, 1976.

    Google Scholar 

  6. Falch, E. A., Gaden, E. L., jr.: A continuous multistage tower fermentor II: Analysis of reactor performance. Biotech. Bioeng.12, 465–482 (1970).

    Article  Google Scholar 

  7. Fiechter, A.: Regulatory aspects of yeast metabolism and their consequences for cell mass production. Proc. IV. Internat. Symp. on Yeasts (Klaushofer, K., Sleytr, U. B., Hrsg.), Part II, S. 17–33, Vienna/Austria, July 8–12, 1974.

    Google Scholar 

  8. Gorbach, G.: Die kontinuierliche Dünnschichtfermentation. Monatsschrift f. Brauerei 22, 49–52 (1969).

    Google Scholar 

  9. Graham, D., Lathorp, R. C.: The synthesis of “optimum” transient response: Critera and standard forms. Trans. AIEE (Applic. and Ind.) 73/11, 273–288 (1953).

    Google Scholar 

  10. Heinzle, E.: Umsatzberechnungen kontinuierlicher Fermentationsprozesse bei Verwendung verschiedener makrokinetischer Wachstumsmodelle und bei verschiedenen Verweilzeitverteilungen. Diplomarbeit, TU Graz.

    Google Scholar 

  11. Kafarow, W. W.: Kybernetische Methoden in der Chemie und chemischen Technologie. Weinheim/Bergstraße: Verlag Chemie. 1971.

    Google Scholar 

  12. Khang, S. J., Levenspiel, O.: The mixing rate number for agitator-stirred tanks. Chem. Eng. 1976, 141–143.

    Google Scholar 

  13. Lafferty, R. M., Moser, A., Steiner, W., Saria, A., Weber, J.: Gas-Flüssigkeits- strahl-Schlaufenreaktor. Vortrag Jahrestreffen VDI-Ges. Stuttgart 28.-30. 9. 1977. VDI-Ber. Nr. 315, 257–267 (1978).

    Google Scholar 

  14. Lafferty, R. M., Steiner, W.: Die Gewinnung und Anwendung von Biopolymeren. Vortrag VÖCh.-Chemietage, österr. Chemiezeitschr. 10, 214 (1979).

    Google Scholar 

  15. Lehnert, J.: Berechnung von Mischvorgängen in schlanken Schlaufenapparaten. Dissertation, TU Stuttgart, 1972.

    Google Scholar 

  16. Monod, J.: Recherches sur la croissance des cultures bactériennes. Paris: Hermann & Cie. 1942.

    Google Scholar 

  17. Moser, A., Steiner, W.: Verweilzeitverteilung und Mischverhalten eines Rohrreaktors mit Rückführung. Vortrag G VC-Jahrestreff en der Verfahrensingenieure München 17.-20. September 1974. VDI-Ber. Nr. 231, 259–265 (1975).

    Google Scholar 

  18. Moser, A., Steiner, W.: The influence of the term kd for endogeneous metabolism on the evaluation of Monod kinetics for biotechnological processes. Europ. J. Appi. Microbiol. 1, 281–289 (1975).

    Article  CAS  Google Scholar 

  19. Ng, D. C. J.: The effect of incomplete mixing on conversion in homogeneous reactions. PhD-Thesis, Imperial College, London, 1965.

    Google Scholar 

  20. Ng, D. C. J.: The effect of incomplete mixing on conversion in homogeneous reactions. Proc. Third Europ. Symp. on Chem. Reaction. Eng., Amsterdam, September 1964, S. 161–166. New York: Pergamon Press. 1965.

    Google Scholar 

  21. Prokop, A., Erickson, L. E., Fernandez, J., Humphrey, A. E.: Design and physical characteristics of a multistage continuous tower fermentor. Biotech. Bioeng.11, 945–966 (1969).

    Article  Google Scholar 

  22. Schreier, K.: Neuer Hochleistungsreaktor nach dem Tauchstrahlverfahren. Chemiker-Zeitung 99, 328–331 (1975).

    CAS  Google Scholar 

  23. Steiner, W., Moser, A., Saria, A., Lafferty, R. M.: Mixing problems in a deep jet aeration bioreactor. Vortrag, Vienna FEMS Symp. 28. 3. bis 1. 4. 1977. 1979.

    Google Scholar 

  24. Steiner, W., Häubl, G., Lafferty, R. M.: Mikrobielle Produktion von Dextranen. Vortrag VÖCh., Chemietage 1979, österr. Chemiezeitschr. 10, 222 (1979).

    Google Scholar 

  25. Weinstein, H., Adler, R. J.: Micromixing effects in continuous chemical reactors. Chem. Eng. Sci. 11, 65–75 (1967).

    Google Scholar 

  26. Zwietering, N. T.: The degree of mixing in continuous flow systems. Chem. Eng. Sci. 11, 1–15 (1959).

    Article  CAS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 1981 Springer-Verlag/Wien

About this paper

Cite this paper

Steiner, W. (1981). Charakterisierung von Bioreaktoren. In: Lafferty, R.M. (eds) Fermentation. Springer, Vienna. https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8634-3_6

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-7091-8634-3_6

  • Publisher Name: Springer, Vienna

  • Print ISBN: 978-3-7091-8635-0

  • Online ISBN: 978-3-7091-8634-3

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics