Разработка комбинированной системы перемешивания для культивирования аэробных мицелиальных микроорганизмов
Диссертация
Проведен расчет изменений профиля растворенного кислорода по глубине микробных агломератов в динамических условиях движения жидкости по циркуляционному контуру и показано, что средняя концентрация кислорода в агломератах претерпевает пилообразные колебания во времени. Показано, что массопередача кислорода из газа в зоне циркуляции мало влияет на амплитуду этих колебаний в условиях высокой… Читать ещё >
Список литературы
- Аиба Ш., Хемфри А., Миллис Н. Биохимическая технология и аппаратура. Пер. с анг. под ред. Г. К. Скрябина, П. И. Николаева, М.: Пищевая промышленность, 1975.
- Аркадьева З.А., Безбородое A.M., Блохина И. Н. и др.- Под ред. Н. С. Егорова. Промышленная микробиология: Учеб. пособие для вузов по спец. «Микробиология» и «Биология» М.: Высш. шк., 1989. — 688 е.: ил.
- Аткинсон Б. Биохимические реакторы. Пер. с анг. В. М. Тарасенко, под ред. A.A. Складнева, В. Е. Матвеева. М.: Пищевая промышленность, 1979.
- Батунер Л.М., Позин М. Е. Математические методы в химической технике. 3 изд., перераб. и дополн. Под общей ред. М. Е. Позина. Л.: ГНТИХМ, 1960.
- Бирюков В.В., Тарасова С. С. Искажение кинетических зависимостей для микроколоний// Проблемы антибиотиков 2−3 (31−32), М.: ВНИИА 1970.
- Бирюков В.В., Кантере В. М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. — М.: Наука, 1985. 296 с.
- Бойко И.Д., Жуковская С. А., Анненкова JI.A. Исследование процесса аэрации аэрирующих устройств // Мед. пром-ть, 1960, № 9, с. 36−41.
- Бортников И.И., Босенко A.M. Машины и аппараты микробиологических производств: Учеб. пособие для технол. вузов. — Мн.: Выш. школа, 1982. — 288 е., ил.
- Виестур У.Э., Кузнецов A.M., Савенков B.B. Системы ферментации. Рига: Зинатне, 1986, 368 с.
- Винаров А.Ю., Кафаров В. В., Гордеев Л. С. Перемешивание на микро- и макроуровнях в процессах ферментации. Обзор. Серия VI, М., 1974, 71 с.
- Винаров А.Ю., Кафаров В. В., Гордеев U.C., Фишер П.Н. II Микробиологическая промышленность, 1973, 9, 9.
- Еремин В.А., Соломаха Г. П., Николаев А.И. II Микробиол. синтез, 1967, вып. 9, с. 9.
- Касаткин А.Г., Кафаров B.B., Панфилов М.И. II Труды МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1957, вып. 24, с. 413.
- Литманс Б.А., Кукуреченко И. С., Туманов Ю. В. и др. ТОХТ, 1974, т.8, № 3, с 344.
- Перт. С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. — М.: «Мир», 1978.
- Прокофьева-Бельговская A.A. Строение и развитие атиномицетов. М.: Академия наук СССР, 1963.
- Рубан Е.А., Кафаров В. В. Определение времени перемешивания в аппаратах с мешалкой // Журн. Приклад. Химии, 1968, т. 5. С. 301−308.
- Рубан Е.А. Исследование условий перемешивания в ферментёрах при биосинтезе антибиотиков. Автореф. дис. канд. техн. наук. М, 1969. 17 с.
- Рубан Е.А., Никаноров Е. А., Гайденко В. П. Обеспечение оптимальнвых гидродинамических условий: в промышленных ферментерах. — В кн.: Передовой научно-технический опыт в биологической промышленности. Mi, 1976, № 5, с. 13−16.
- Ю.Смирнов P.C., Фалков H.H., Бархян А. Г. Влияние вязкости жидкости на затраты энергии при перемешивании в системе газ-жидкость // Хим.- фарм. журнал, № 7, 1990.
- Соколов Д.П., Соколова Е. А. Определение массообменных характеристик биохимических реакторов. Методические указания к лабораторной работе. М.:МИХМ, 1981. 16 с.
- Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками, пер. под ред. канд. техн. наук И. А. Щупляка. М.: Химия, Ленинград, отд., 1975. — 384 с.
- Фалков H.H., Смирнов P.C. Реологические особенности культуральной жидкости антибиотиков // Хим.- фарм. журнал, № 9, 1990.
- Федосеев К.Г. Физические основы и аппаратура микробного синтеза биологически активных соединений. М.: Медицина, 1977. 304 с.
- Федосеев К.Г. Процессы и аппараты биотехнологии в химикофармацевтической промышленности. 1969.
- Шилов А. Г. Разработка методов оценки режимов аэрации-перемешивания в процессах биосинтеза антибиотиков. Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1983.-24 с.
- Armenahte, P.M., Chang, G.-M. Power consumption in agitated vessels provided with multiple-disk turbines // Ind. Eng. Chem. Res. 1998, 37, 284−291.
- Asai, Т.- Sano, Т.- Itoh, K.: Scale-up of fermentation. Biotech. Forum. Europ. 9 (1992)556−558.
- Bakker, A.- Smith, J.M.- Myers, K.J. How disperse Gases in Liquids // Chem. Eng. 1994, 101 (12), 98−104.
- Bartholomew, W.H. Scale-up of submerged fermentations // Adv. Appl. Microbiol. 2, 1960, 289.
- Berovic. Bioprocess Engineering Course. Published by National Institute of Chemistry, doctoral/post doctoral level. Supetar, Island of Brae, Croatia, 1998. — 604 p.
- Biesecker B.O. Begasen von Flussigkeiten mit Ruhren, V.D.I.-Forschungsheft, 554,(1972).
- Blackebrough N. Chemical Engineer, 1972, 58, 258.
- Bossier J.A., Farritor R.E., Hughmark G.A., Kao J.T. Gas-liquid interfacial area determination for a turbine agitated reactor // A.I.Ch.E.J., 1973, vol. 19, № 5, p.1065−1067.
- Bouaifi, M., — Roustan, M. Bubble Size and Mass Transfer Coefficients in Dual-Impeller Agitated Reactors // Can. J. Chem. Eng. 1998, 76, 390−397.
- Calderbank. P.H., Moo-Young, M.B. The continuous phase heat and masstransfer properties of dispersions // Chem. Eng. Sei., 16 (1961), p. 39−54.
- Calderbank P.H. Physical rate processes in industrial fermentation. Part 2 // Trans. Inst. Chem. Eng., 1959, vol. 37,№ 3, p. 173−185.
- Calderbank P.H., Evans F. International Symposium Distillation. Ins. Chem. Eng., Brighton, England, 1960.
- Calderbank P.H. II Biochem. And Biological Eng. Sci., 1967, v. 1, p. 101.
- ChengA.T.Y. How to Make Oxygen Economical for Fermentation. Presented at 1998 Pharmaceutical Ingredients Worldwide (CphI) Conference at Amsterdam, Netherlands.
- Cooke M. and Middleton J.C., I.C.I. C&P Ltd, Runcorn, U.K. J.R. Bush, I.C.I. Biological Products, Billingham, U.K. Mixing and mass transfer in filamentous fermentations: 2nd Int. Conf. Biorect. Fluid. Dyn., Cambridge, 21−23 Sept., 1988.
- Cooke M. and Middleton J.C., Bush J.R. Mixing and Mass Transfer in Filamentous Fermentations: 4th Inter. Conf. on Bioreactor & Fluid Dynamics, 1997.
- Cooper C., Fernstrom G., Miller S. Performance of agitated gas-liquid contactors // Ind. Eng. Chem., 1944, v. 36, p. 504−509.
- Costers, J., Couderc, J.P., 4th Eur. Conf. On Mixing, Noordwijkerhout, The Netherlands, 1982, paper B2.
- Cui Y.Q., van derLans R.G.J.M., Lityben K.Ch.A.M. Local power uptake in gasliquid systems with single and multiple rushton turbines // Chem. Eng. Sci. 1996, 51,2631−2636.
- Danckewrts P. II Chem. Eng. Sci., 1958, 8, 93.
- Deckwer, W.D., Louisi, Y., Zaidi, A., and Ralek, M.: Hydrodynamic properties of Fisher-Tropsch slurry process. // Ind. Eng. Chem., Procress Des. Dev., 19, 699−708(1980).
- Dickey, D.S., VIth Int. Ferm., Symp., London, Ontario, Canada, 1980.
- Doran, P.M. II Bioprocess Engineering Principles. Academic Press Limited: London, 1995.
- Friedman A.M., Lightfoot E.N. II Ind. Eng. Chem., 1957, v. 49, p. 1227.
- Fukuda H., Sumino Y., Kanzaki T. Scale-Up of Fermenters. I. Modified Equations for Volumetric Oxygen Transfer Coefficient // J. Ferm. Techn., 1968, v.46, p. 829, 838.
- Ganguti K.L., Van Den Berg H.J. Edible oil hydrogenation rates in a film reactor
- Chem. Eng. Sei., 1978, vol. 33, № 1, p. 27−34.
- Hassan I.T.M., Robinson C.W. Mass-transfer effective bubble coalescence frequency and specific interfacial area in a mechanically agitated gas-liquid contractor // Chem. Ing. Sei., 1980, vol. 35, № 6, p. 1277−1289.
- Heijnen, J.J., Riet, K. van %: 4th Eur. Conf. on Mixing, Noordwijkerhout, The Netherlands, 1982, paper Bl.
- Hospodka J., Caslovsky Z., Beren K., Stoss F. — In: Continuous Cultivation of Microorganisms. Prague, 1964, p. 353.
- Hughmark, G.A. Power Requirements and Interfacial Area in Gas-Liquid Turbine Agitated Systems // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 19 (1980), 638−641.
- Jansen, P.H., Slott, S., Gurtler, H. Determination of mixing times in. large scale fermentors using radioactive isotopes: Proc. 1st Eur. Conf. Of Biotechnol., Interlaken, Switzerland, 1978.
- Jorge M.T. Vasconcelos, Sandra C.P. Orvalho, Ana M.A.F. Rodrigues, and Sebastiao S.Alves. Effect of blade Shape on the Performance of Six-Bladed Disk Turbine Impellers // Ind. Eng. Chem. Res. 2000, 39, 203−213.
- Joshi, J.B., Pandit, A.B. & Sharma, M.M. Mechanically Agitated Gas-Liquids Reactors // Chem. Eng. Sei., 37, 813 844 (1982).
- Judat H. Zum Dispergiere von Gasen. Doctoral Thesis, Dortmund, (1976).
- Junker, B.H., Stanik, M, Barna, C., Salmon, P., Paul, E., Buckland, B.C. Influence of impeller type on power input in fermentation vessels // Bioprocess Eng. 1998, 18,401−412.
- Junker B.H., Stanik M., Barna C., Salmon P., Buckland B.C. Influence of impeller type on mass transfer in fermentation vessels // Bioprocess Eng., v. 19, Issue 6 (1998), pp 403−413.
- Justen, P., Paul, G.C., Nienow, A.W. and Thomas, C.R. Dependence of mycelial morphology on impeller type and agitation intensity // Biotechnol. Bioeng., 1996, 52, pp. 672−684.
- Justen P., Paul GC, Nienow A.W., Thomas C.R. Dependence of mycelial morphology on impeller type and agitation intensity // Biotechnol. Bioeng. 52, 672−684, 1996.
- Kneule F. Die Prufung von Ruhrern Durch Doslichkeits Bestimmung // Chem. Eng. Techn. 1956. — Bd. 28, № 3. — p. 221−225.
- Kramers H., Baars G. M., Knoll W. H. A comparative study on the rate of mixing in stirred tanks // Chem. Eng. Sei. 1953. — V2, № 1. — p. 32−42.
- Koetzier W.T., Thoenes D., Frankend J.F. Mass transfer in stirred gas/liquid contactor. Part 1: the mass transfer rate KLS // Chem. Eng. J., 1973, vol. 5, № 1, p.61−70.
- Lee J.C., Meyrick D.I. Gas-liquid interfacial areas in salt solutions in agitated tank // Trans Inst. Chem. Eng., 1970, vol. 48, № 2, T37-T45.
- Li, Z.J.- Shukla, V.- Wenger, K.S.- Fordyce, A.P.- Pedersen, A.G.- Marten, M.R. Effects of Increased Impeller Power in a Production-Scale Aspergillus oryzae Fermentation // Biotechnol. Prog. 2002, 18, 437−444.
- Marrucci G., Nicodemo L. Coalescence of gas bubbles in aqueous solutions of inorganic electrolytes // Chem. Eng. Sei., 1967, vol. 22, № 9, p. 1257−1265.
- Mehta V.D., Sharma M.M. Mass-transfer in mechanically agitated gas-liquid contactors // Chem. Eng. Sei., 1971, vol. 26, № 3, p. 461−479.
- Metz B., Kossen N., van Suijdam J.C. In: Advances in Biochemical Engineering. Springer Verlag, Berlin — N.Y., 1979, v. 11, p. 103.
- Midoux N., Laurent A., Charpentier J.C. Limits of the chemical method for the determination of physical mass transfer parameters in mechanically agitated gasliquid reactors//A.I.Ch.E J., 1980, vol. 26, № 1, p. 157−162.
- Mohle W. // Chem.-Ing.-Techn., 1952, c. 494−500.
- Moser A. Physical Aspects ofBioreactor Performance, Europ.Fed.Biotechnology, DECHEMA, 1987, Frankftirt/M, chapter 4.
- Moser Anton. Bioprocess technology. Kinetics and reactors, 1988.
- Muck Mulllen R., Weber H. II A.I.Ch.E.J., 1935, 31, 409.
- Nienow A. W., Wisdom D.J. Flow over Disc Turbine Blades // Chem. Eng. Sci., 29, (1974), 1994−1997.
- Nienow A. W., Warmoeskerken M.M.C.G., Smith J. M, Konno M. The Flooding-Loading Transition in Aerated Vessels. Submitted to 5th Eur. Conf. on Mixing, Wurzburg, (1985), BHRA, UK.
- Nienow A. W., Konno M. and Bujalski W. Studies on Three-Phase Mixing: A Review and Recent Results: 5th European Conference on Mixing, Wurzburg, West Germany, 10−12 June, 1985. Paper 2, pp. 1−14.
- Nienow A. W. and Bujalski W. Recent studies on agitated three phase (gas-solidliquid) systems in the turbulent regime. The Centre for Formulation Engineering, School of Engineering, The University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, 2002, UK.
- Nocentini, M- Fajner, D.- Pasquali, G.- Mageli, F. Gas-liquid Mass Transfer and Hold-up in Vessels Stirred with Multiple Rushton Turbines: Water and Water-Glycerol Solutions // Ind. Eng. Chem. Res. 1993, 32, 19−26.
- Oolman, T. O., and Blanch, H. W. Bubble coalescence and break-up in fermentors-effect of surfactant, inorganic salts, and non-Newtonian rheology // Abstracts of Papers-American Chemical Society. 1983.
- Oolman, T. O., and Blanch, H. W. Bubble coalescence in stagnant liquids // Chemical Engineering Communication. 43: 237−261. 1986.
- Oosterhuis N.M.G. Scale-up of Bioreactors. A scale-down approach, 1984. — 1521. P
- Pasveer, A. II Sewage and Industr. Wastes, 27 (1955), 1130−1146.
- Patcharee Hensirisak. Scale-Up the use of a Microbubble Dispersion to Increase Oxygen Transfer in Aerobic Fermentation of Baker’s Yeast. Thesis for the degree of Master of science in biological systems engineering. October, 1997.
- Platzer В., Noll, Moglichkeiten zur analytischen Beschreibung der turblenten Stromung in unbewehrten und teilbewehrten Ruhrkesseln mit radial fordernden Ruhrern // Chem. Tech. 35, 235−239, 1983.
- Rautzen, RR., Corpstein, R.R., Dickey, D.S., //Chem. Eng., (1976), 25 oct., 119 126.
- Reith Т., Physical spects of bubble dispersions in liquids: — Diss. Thesis, Delft Technical University, 1968.
- Revill, B.K., 4th Eur. Conf. On Mixing, Noordwijkerhout, The Netherlands, 1982, paper В1.
- Reuss, M., Bajpai, R.K., Lenz, R., Niebelschutz, H., Papalexiou, A., 6th Int. Ferment. Symp., London, Ontario, Canada, 1980, Paper F-7.2.1.
- Reuss M., Bajpai R.K., Lens R. et al. Paper F — 7.2.1 (L), presented at 6th International Fermentation Symposium. Canada, 1980.
- Riet, К. van’t. И Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev., 18 (1979), 367−375.
- Riet, К. van’t. Turbine agitator hydrodynamics and dispersion performance, Ph. D. Thesis, Delft University of Technology, The Netherlands, 1975.
- Riet К. van’t Turbine Agitator Hydrodynamics and Dispersion Performance. Doctoral Thesis, Delft (1975).
- Riet, van’t K. Review of measuring methods and results in non-viscous gas-liquid mass transfer in stirred vessels // Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 18, 1979, 367−375.99. Riet, van’t К. Лекции.
- Robinson C.W., Wilke C.R. Simultaneous measurement of interfacial area and mass transfer coefficients for a well-mixed gas dispersion in aqueous electrolyte solutions // A.I.Ch.E.J., 1974, vol. 20, № 2, p. 285−293.
- Robinson C.W., Wilke C.R. Oxygen absorption in stirred tanks: a correlationfor ionic strength effects // Biotechnol. Bioeng., 1973, vol. 15, p. 755−782.
- Robinson C.W., Wilke C.R. Oxygen volumetric masstransfer coefficient in agitated basal salt solutions simulating fermentation media. In: 4th Intern. Ferm. Symp., Kyoto, Japan, 1972, p. 73−82.
- Rushton, J.H., Bimbinet, J J. II Can. J. Chem. Eng., 46 (1968), febr., 16−21.
- Rushton J.H., Costich E. W., Everett H.J. Power Characteristics of Mixing Impellers // Chem. Eng. Progress., 46, (1959), 395−404,467−476
- Sharma M.M., Dankwerts P. V. Chemical methods of measuring interfacial area and mass transfer coefficients in two-fluids systems // Brit. Chem. Eng., 1970, vol. 15, № 4, p. 522−528.
- Shidhar T., Potter O.E. Interfacial areas in gas-liquid stirred vessels // Chem. Eng. Sci., 1980, vol. 35, p. 683−695.
- Shigetoshi Okada & Sinroki Iwamata Scale-up Production of Milbemycin by Streptomyces hugroscopicus subsp. aereolacrimosus with Control of Internal Pressure, Temperature, Aeration and Agitation // J. Chem. Technol. Biotechnol. 1997, 70, 179−187.
- Smith J. M. and Warmoeskerken M.M.C.G. The Dispersion of Gases in Liquids with Turbines: 5th European Conference on Mixing. Germeny, 10−12 June, 1985.
- Sridharan K., Sharma M.M. New systems and methods for the measurement of effective interfacial area and mass transfer coefficient in gas-liquid contactors // Chem. Eng. Sci., 1976, vol. 31, № 9, p. 767−774.
- Sumino J., Akiyama S., Fukuda H. II J.Ferm.Technol., 1972, 50, 3, 203.
- Taguchi H., Imanaka T., Teramoto S. et al. II J. Ferment. Techn., 1968, v. 46, p. 823.
- Tobias C. W, Eisenberg M, Wilke C. R. II Electrochem. Soc., 1952, c. 359−365.
- Van de VusseJ. G. Chem. Sci., 31, 539 (1959)
- Vermeulen 71, Williams G.M., Langlois G.E. Interfacial area in liquid-liquid and gas-liquid agitation// Chem. Eng. Progr., 1955, vol. 51, № 2, p. 85F-94 °F.
- Vijai Singh, Renato Fuchs Use of Mass Correlations for the Modelling of Oxygen Transfer in Stirred Tank Fermentors, 5th European conference on mixing. 1985.
- Walter, J. F. and Blanch, H. W. II Chemical Engineering Journal. 32: B7. 1986.
- Wang, D., Cooney, C., Demain, A., Dunnill P., Humphrey, A., and Lilly, M., 1979, Fermentation and Enzyme Technology, John Wiley&Sons, New York.
- Warmoeskerken, M.M.C.G., Smith, J.M. Description of the Power Curves of Turbine Stirred Dispersions: 4th Eur. Conf. on Mixing, (1982), 237−246, BHRA, UK.
- Weiland P., Brentrup L., Onken U. Measurements of bubble size distributions in fermentation media using photoelectric probe // Germ. Chem. Eng., 1980, vol. 3, № 5, p. 296−302.
- Westerterp K.R., Design of agitators for gas-liquid contacting // Chem.Eng.Sci., 1963, vol. 18, № 8, p. 495−502.
- Yoshida F., Ikeda A., Imakava S., Miura Y. II Ind. Eng. Chem., 1960, v. 52, p. 435.
- Zlocarnik M. И Adv. Biochem. Eng., 1978, v. 8, p. 133.
- Анализатор растворенного кислорода малогабаритный МАРК-201. Руководство по эксплуатации. ВР10.00.000РЭ, Н. Новгород, «ВЗОР», 1998.
- Инструкция по применению прибора Реотест-2.
- Разработка методов определения коэффициента массопередачи по кислороду и изучение влияния на скорость растворенного кислорода интенсивности перемешивания. М.: ВНИИА (СССР) и А/О ХИНОИН (ВНР), 1977.
- Разработка расчетных зависимостей для определения коэффициента массопередачи по кислороду. М.: ВНИИА (СССР) и А/О ХИНОИН (ВНР), 1978.