Bioreactor Design Fundamentals (eBook)
150 Seiten
Elsevier Science (Verlag)
9781483221083 (ISBN)
Bioreactor Design Fundamentals presents the development in the bioreactor field. This book discusses the applications of biological kinetics and thermodynamics. Organized into seven chapters, this book begins with an overview of the design of biological reactors that involves determining operating conditions, sizing the reactor, controlling temperature and sterility, and controlling operating variables. This text then examines the significance of pH considerations in biological reactor and process design. Other chapters consider enzyme kinetics and the equations most commonly used as models for overall enzyme kinetics. This book discusses as well the mass transfer rates in bioreactors, which are significant because of their effects on some chemical reaction rates in transformations by enzymes or by living cells. The final chapter deals with the ideal state of the continuous stirred-tank reactors (CSTRs). This book is a valuable resource for biochemical engineers and industrial microbiologists.
Front Cover 1
Bioreactor Design Fundamentals 4
Copyright Page 5
Table of Contents 8
Dedication 6
Preface 10
Chapter 1. Introduction 14
Chapter 2. Thermodynamics and Stoichiometry for Bioreactor Design 18
THERMODYNAMICS 18
Chapter 3. Enzyme Kinetics 32
MATHEMATICAL MODELS FOR ENZYME-CATALYZED REACTIONS 32
EFFECT OF TEMPERATURE ON ENZYMATIC REACTIONS 42
EFFECT OF PH ON ENZYME-CATALYZED REACTIONS 46
ENZYME INHIBITION 48
KINETICS OF POLYMER HYDROLYSIS 54
Chapter 4. Mass-Transfer Fundamentals 56
MASS-TRANSFER LIMITATIONS 56
INTRAPHASE MASS TRANSFER 56
GAS–LIQUID MASS TRANSFER 58
MASS TRANSFER THROUGH MEMBRANES 61
MASS TRANSFER THROUGH POROUS STRUCTURES 62
INTERPHASE MASS TRANSFER AT LIQUID–LIQUID INTERFACES 62
MASS TRANSFER AT SOLID–LIQUID INTERFACES 63
GENERAL MASS-TRANSFER CONSIDERATIONS 63
Chapter 5. Kinetics of Cellular Multiplication 64
NATURE OF CELL GROWTH AND MULTIPLICATION 64
MONOD KINETICS 67
STOICHIOMETRY FOR SUBSTRATE AND PRODUCT RELATIONSHIPS 68
ALTERNATIVE MATHEMATICAL MODELS 72
TEMPERATURE EFFECTS ON CELL PROCESSES 74
EFFECTS OF OTHER ENVIRONMENTAL FACTORS 75
CELL GROWTH INHIBITION 76
MASS-TRANSPORT AND PHYSICAL RESTRAINT LIMITATIONS 82
MIXED CULTURES 86
AUTOTROPHIC GROWTH 87
RATE LIMIT DETERMINATIONS 88
Chapter 6. Enzyme Reactors 90
OVERVIEW 90
NONIMMOBILIZED ENZYME SYSTEMS 90
IMMOBILIZED ENZYME SYSTEMS 91
STIRRED-TANK BIOREACTORS 98
PLUG-FLOW BIOREACTORS 101
COMPARISON OF PLUG-FLOW AND CSTR REACTORS 103
REACTOR COMBINATIONS 105
Chapter 7. Cell Culture Bioreactors 106
TYPES OF BIOLOGICAL GROWTH REACTORS 106
CSTR BIOLOGICAL GROWTH SYSTEMS 107
PLUG-FLOW REACTORS FOR CELL GROWTH 120
RECYCLE OPERATIONS 124
CONTINUOUS CULTURE OF PHOTOSYNTHETIC ORGANISMS 127
STERILIZATION OF CULTURE MEDIA 128
SCALE-UP OF CELL-CULTURE BIOREACTORS 129
List of Symbols 134
REFERENCES 142
INDEX 148
| Erscheint lt. Verlag | 22.10.2013 |
|---|---|
| Sprache | englisch |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie ► Technische Chemie |
| Technik ► Umwelttechnik / Biotechnologie | |
| ISBN-13 | 9781483221083 / 9781483221083 |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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