مدلسازی و شبیه سازی تولید پیوسته گلوتامیک اسید L(+) در یک بیوراکتور غشائی

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

مدلسازی و شبیه سازی تولید پیوسته گلوتامیک اسید L(+) در یک بیوراکتور غشائی

عنوان لاتین

Modeling and simulation of continuous production of L (+) glutamicacid in a membrane-integrated bioreactor

مدلسازی و شبیه سازی تولید مستقیم و پیوسته گلوتامیک اسید L(+) تحت شرایط غیرخنثی در یک بیوراکتور غشائی انجام پذیرفته است. این مدل به تشریح فرآیندی سبز و پیوسته با استفاده از عصاره نیشکر به عنوان منبع کربن ارزان قیمت و تجدیدپذیر برای تبدیل میکروبی آن به گلوتامیک اسید می پردازد. ارائه پیوسته محصول و جداسازی جریان پایین دست و بازیابی سلول های میکروبی و منبه کربن تبدیل نشده تولید پایدار بدون تنظیم pH را امکانپذیر می سازد. مدول های غشائی میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون مناسب به خوبی جداسازی را انجام می دهند. مدل توسعه یافته با روش نرنست-پلانک گسترش یافته پدیده انتقال مربوطه به همراه با سینتیک تخمیر تحت بازدارندگی تولید زیرلایه جذب می کند. عملکرد مدل به خوبی با خطای نسبی کم (0.05>)، شاخص ویلموت بالا (d>0.97) و ضریب همبستگی کل بالا (R2>0.98) انعکاس می یابد. سیستم مدلسازی شده گلوتامیک اسید با تولیدپذیری 8.2 g/(L h) و بازده 0.95 g/g را در شار بالای معادل 75 L/(m2 h) تحت فشار غشائی تنها 14-15 bar را تولید می نماید. فرآورده نهایی در غلظت 55 g/L بدست آمده و به سادگی با مراحل نانوفیلتراسیون اضافی قابل تغلیظ بیشتر است.

Modelling and simulation of direct and continuous production of L (+) glutamic acid under non-neutralizing conditions in a membrane-integrated bioreactor was done. The model describes a greenand continuous process using sugarcane juice as a cheap and renewable carbon source for its microbialconversion to glutamic acid. Provisions of continuous withdrawal of product and downstream separationand recycle of microbial cells and unconverted carbon source allowed sustained production without pHadjustment. Appropriate microfiltration and nano-filtration membrane modules did the separation jobefficiently. The model developed with extended Nernst-Planck approach captured the relevant transportphenomena along with fermentation kinetics under substrate-product inhibitions. Performance of themodel is well reflected in low relative error (<0.05), high Willmott index (d > 0.97) and high overall cor-relation coefficient (R2> 0.98). The modelled system produced glutamic acid with a productivity of 8.2 g/(L h) and yield of 0.95 g/g at a reasonably high flux of 75 L/(m2h) under a transmembrane pressure of only14–15 bar. The final product was obtained at a concentration of 55 g/L and could easily be concentratedfurther by an additional nanofiltration step.