Aufgaben zur Bioreaktionstechnik

I - Grundlagen - Grundlagen zur Durcharbeitung der Berechnungsbeispiele.- 1 Einführung.- 2 Quantifizierung mikrobieller Prozesse.- 3 Bilanzen und Reaktormodelle.- 3.1 Bilanzgleichungen und Eigenschaften turbulenter Strömungen.- 3.2 Das ideale Mischer-Modell (idealer Rührkessel).- 3.3 Das eindimensionale Diffusionsmodell.- 3.4 Weitere Reaktorkonfigurationen.- 4 Differenzenverfahren zur Berechnung von Geschwindigkeitsgrößen (Differenzenapproximation).- 5 Linearisierung, Formen und Probleme.- 6 Aufstellung des formalkinetischen Modelles aus experimentellen Ergebnissen.- 6.1 Modellierung des mikrobiellen Wachstums und des Substratabbaues.- 6.2 Formalkinetische Modellierung von Produktsynthesen.- 7 Modellanpassung und Simulation.- 7.1 Nutzung von Softwaresystemen.- 7.2 Größenordnung der Startwerte einiger ausgewählter Modellparameter.- 8 Bewertung der Anpassung von Modellen.- 9 Auslegungsgleichungen zur Hydrodynamik, zum Stoff- und Wärmeübergang und Scale-up von Rührfermentern und Blasensäulen.- 9.1 Grundlagen.- 9.2 Definition der dimensioslosen Kennzahlen.- 9.3 Auslegungsgleichungen.- 9.3.1 Hydrodynamik im Rührkessel.- 9.3.2 Stoffübergang im begasten Rührkessel.- 9.3.3 Wärmeübergang im Rührkessel und in der Blasensäule.- 9.3.4 Hydrodynamik in der Blasensäule.- 9.3.5 Stoffübergang in der Blasensäule.- 9.3.6 Hydrodynamik im Schlaufenfermenter.- Literatur - Teil I.- Anhang 1.- II - Aufgaben und Lösungen -.- 1 kLa-Wert nach der dynamischen Methode.- 2 Formalkinetische Analyse des mikrobiellen Wachstums im Kreislaufreaktor.- 3 Rheologische Zustandsgleichung eines Fermentationsmediums.- 4 Diskontinuierlicher adiabater idealer Rührreaktor.- 5 Diskontinuierlicher polytroper idealer Rührreaktor.- 6 Stationärer und instationärer isothermer kontinuierlicher Rührreaktor mit Biomassezirkulation.- 7 Solid-State-Fermentation.- 8 Instationärer kontinuierlicher polytroper idealer Rührreaktor mit Biomassezirkulation.- 9 Stabilitätsverhalten des kontinuierlichen Rührkesselreaktors.- 10 Blasenfreie Begasung.- 11 Einfluß verschiedener Differenzenquotienten auf Parameterbestimmung beim Monod-Modell.- 12 Integrierte Produktabtrennung durch einen Kapillarmembran-Modul.- 13 Temperaturabhängigkeit des Wachstums von Pediococcus acidilactici.- 14 Dimensionsanalyse zur Ableitung eines Kennzahlenansatzes für die axiale Rückvermischung im segmentierten Tower-Type-Fermenter.- 15 Minimale Prozeßdauer in der Reaktorkombination idealer Rührreaktor und nichtlinearer Turmfermenter.- Anhang 2.