Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Общие сведения о микробиологических и мембранных процессах
1.1.1. Классификация биореакторов и мембранных процессов 8
1.1.2. Мембранные биореактора. Типы и применение 20
1.2. Математическое моделирование процессов, протекающих в мембранных биореакторах 28
1.3. Математическое моделирование процесса получения лимонной и молочной кислот
1.3.1 .Лимонная кислота 33
1.3.2.Молочная кислота 38
1.4. Постановка задачи 44
Глава 2. Стратегия построения математической модели мембранного биореактора
2.1. Анализ и варианты конструктивного исполнения мембранных биореакторов 45
2.2. Алгоритм построения математической модели мембранного биореактора 48
2.3. Систематизация кинетических моделей ферментационных процессов 57
2.3.1. У равнения кинетики роста биомассы 58
2.3.2.Уравнения кинетики роста продукта 60
2.3.3. Уравнения кинетики расхода субстрата 62
2.3.4. Дифференциальные уравнения изменения концентрации на основе гидродинамики и кинетики 63
2.4. Пример разработки математической модели мембранного биореактора
2.4.1. Модель биореактора для процесса производства лимонной кислоты 66
2.4.2. Определение оптимального времени подключения мембраны 70
2.4.3. Определение оптимальной скорости протока 73
2.5. Результаты расчета уравнений математической модели 75
Глава 3. Разработка математической модели мембранного биореактора для процесса производства лимонной кислоты с учетом накопления осадка на мембране
3.1. Экспериментальные исследования по изучению процесса микрофильтрации биосуспензии
3.1.1. Цели и задачи эксперимента 78
3.1.2. Описание эксперимента 79
3.1.3. Результаты эксперимента 82
3.1.4. Проверка адекватности математической модели периодического культивирования 90
3.2. Математическая модель мембранного биореактора для процесса производства лимонной кислоты с учетом накопления осадка на мембране 92
3.3. Результаты расчета уравнений математической модели
3.3.1. Результаты расчета уравнений математической модели с постоянной конечной концентрацией продукта на каждой стадии 95
3.3.2. Результаты расчета уравнений математической модели с постоянной продолжительностью стадий 99
Глава IV. Устойчивость работы мембранного биореактора
4.1. Вывод соотношений для определения устойчивой работы мембранного биореактора 104
4.2. Расчет параметров устойчивого функционирования мембранного биореактора для синтеза лимонной кислоты 107
Глава V. Разработка математической модели мембранного биореактора для процесса производства молочной кислоты с учетом стрессовых условий в реакторе .
5.1. Методика и результаты эксперимента по синтезу молочной кислоты в мембранном биореакторе 111
5.2. Разработка математической модели мембранного биореактора для процесса производства молочной кислоты 117
5.3. Пример использования программного пакета MatLab для моделирования технологических процессов 126
Основные результаты и выводы 132
Список использованной литературы 134
Приложения 145
