Theoretical analysis and simulation of immobilized enzyme reactors
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
لقد تم تطوير نموذجاً رياضياً عاماً لحساب أداء ومحاكاة المفاعلات الإنزيمية ذات الطبقة الثابتة (Packed bed) والتي يتم فيها تفاعل تحلل اللاكتوز وهذا التفاعل يخضع لمعادلة Michaelis – Menten لميكانيكية التفاعل مع وجود تثبيط من قبل السكر الناتج من التفاعل (Galactose) . لقد تم تحليل صفات وأداء المفاعلات الإنزيمية مع الأخذ في الاعتبار عدة عوامل منها ظواهر الانتقال ، التشتت المحوري (Axial dispersion) ووجود المؤثرات الداخلية والخارجية لانتقال المادة أو كلاهما معا . ولقد تم حل المعادلات التفاضلية الجزئية الناتجة عن وصف المفاعل بطريقتي Galerkin والدوال المتعامدة (Orthogonal collation on finite elements) . في هذا البحث تم دراسة تأثير مقاومة انتقال المادة الداخلية ، والخارجية والتشتت في المفاعلات الإنزيمية الحفازة وتأثيرها في تقليل معامل الأداء (effectiveness factor) ، وزمن الوصول إلى حالة الاستقرار . ولقد تم دراسة تأثير التثبيط بفعل المنتج عند ظروف تشغيل مختلفة معتمدة على βxo ووجد أن التثبيط بفعل المنتج يعمل على خفض تحول اللاكتوز (Conversion) وخفض معامل الأداء عندما تكون βs أكبر من βxo بينما تزيد من معامل الأداء عندما تكون βs أصغر من βxo. هذا وقد وجد أن معامل الأداء لا يعتمد على مقدار التثبيط بواسطة المنتج عند نقطة التقاء منحنيات مختلفة لمعامل التثبيط وهذه النقطة عرفت بواسطة βxo . ولقد تم دراسة تأثير كل من رقم Stanton ورقم Paclet عند ظروف تفاعل حركية مختلفة وأشارت النتائج على وجود علاقة قوية مع معاملات ميكانيكية التفاعل θ γ (i.e. Km / Kp) والمعامل βxo .