Entwicklung eines Echtzeit-Ausbildungs-Simulators für Fermentationen in Rührkesselreaktoren [German]

By Bernd C. Bodenschatz

Inhaltsangabe: Einleitung: Ein wesentlicher Bestandteil der biotechnischen Ausbildung sind aufw ndige und teure Kultivierungsexperimente. Um Sch lern, Auszubildenden und Studierenden den Zugang zu diesen komplexen Experimenten zu erleichtern, k nnen Simulationsexperimente in die Ausbildung integriert werden. Das Ziel dieser Arbeit war es, einen Simulator zur Echtzeitsimulation von Kultivierungs- und Fermentationsprozessen in begasten R hrkesselreaktoren zu entwickeln. Das entwickelte modulare mathematische Modell besteht aus verschiedenen Teilmodellen, die auf bereits experimentell verifizierten Gesetzm igkeiten basieren. Die Teilmodelle bestehen im wesentlichen aus Bilanzgleichungen, aus ph nomenologischen Beziehungen, aus Korrelationen zur Modellierung von Stoffeigenschaften und aus Kinetiken. Das Gesamtmodell beinhaltet u.a. W rmedurchgang, mikrobielle W rmeentwicklung, Stoffeigenschaften als Funktion der Prozesstemperatur, Sauerstoff bergang als Funktion von Begasung und R hrerdrehzahl, Insitu-Sterilisation und Schaumbildung sowie die realistische (verrauschte) Darstellung der Online- und Offline-Daten. Das biologische Teilmodell basiert auf einem neu entwickelten massenbilanzierten Modell zur Beschreibung des Wachstums von Saccharomyces cerevisiae. Es ber cksichtigt das aerobe und anaerobe Wachstum auf Glucose, das aerobe Wachstum auf Ethanol, den Crabtreeeffekt, den Pasteureffekt und die Katabolitrepression unter Anwesenheit von Ethanol. Um den Entwurf von Regelungs- und Prozessf hrungskonzepten zu erm glichen, wurde das Modell in das Prozessleitsystem WinErs implementiert. Mit dem so entstandenen Simulator k nnen alle wichtigen verfahrenstechnischen und biologischen Effekte einer Fermentation sehr realistisch in Echtzeit abgebildet werden. Der Simulator eignet sich sehr gut, um Lernenden biotechnische Produktionsprozesse n her zu bringen. Wegen seiner Modularit t ist es m glich, den Simulator leicht an real existierende Prozesse anzupassen, um z.B. au

• Format: Paperback
• Language: German
• ISBN: 383865529X
• ISBN13: 9783838655291
• Release Date: June 2002
• Publisher: Diplom.de
• Length: 148 Pages
• Weight: 0.44 lbs.
• Dimensions: 0.3" x 5.8" x 8.3"