KFUPM ePrints

Modeling of a nonisothermal tubular reactor packed with immobilized enzyme systems

Chowdhury, Mohammad Hassan Murad (2000) Modeling of a nonisothermal tubular reactor packed with immobilized enzyme systems. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
5Mb

Arabic Abstract

تم تطوير نموذج عام لمفاعل اسطواني متغير الحرارة معبأ بنظام انزيمي ساكن . يأخذ هذا النموذج بعين الاعتبار التأثير الكلي لوسائط (بارامترات) النقل والحركة ، وقد افترض أن حركة ميكلس - منتن تتحقق حينما تتفاعل المادة المتفاعلة مع الأنزيم ، كما أعتبر أن تركيز الأنزيم ثابـت ومعـدل التثبيط له من الدرجة الأولى ، ثم حلت المعادلات الناتجة بطريقة الارتصاف المتعامد . استخدم النموذج لمحاكاة التأثير الكلي لوسائط النقل والحركة على كل من الآتي : (أ) السلوك الديناميكي لمحاكاة التأثير الكلي للمفاعل . (ب) درجة حرارة التغذية الفضلي . (ت) القلقلة في درجة حرارة التغذية ممثلة بسلوك الطريق الخطأ . (جـ) شكل حبيبات المتحفز الحيوي . حسب درجة الحرارة الفضلى برفع المعدل التحويلي للمادة المتفاعلة لأقصى قيمة له في فترة تشغيل معينة . كما تم تقييم سلوك الطريق الخطأ بالتخفيض التدريجي لدرجة حرارة التغذية ، ولتوقع تأثير التغير في شكل حبيبات المتحفز الحيوي فقد اختيرت نفس المساحة السطحية لوحدة الحجم معياراً أساسياً . بينت الدراسة الحالية أن وسائط النقل والحركة لها تأثير معتبر على أصناف الأداء السابق ذكره للمفاعل ، وأن ذلك يعتمد على قيم هذه الوسائط .

English Abstract

A generalized model, that includes the influence of overall transport and kinetic parameters, has been developed for a nonisothermal tubular reactor packed with immobilized enzyme. The substrate has been assumed to react with the enzyme following the Michaelis-Menten kinetics. Constant enzyme concentration as well as a first order enzyme deactivation rate has been considered. The resulting model equations have been solved using othogonal collocation method. The model has been used to simulate the inlfuence of averall transport and kinetic parameters on (a) dynamic behavior of the reactor, (b) optimal feed temperature, ( c ) feed temperature pertubation in terms of wrong-way behavior and (d) the shape of the biocatalyst particles. The optimal feed temperature has been calculated by maximizing the average substrate conversion over a given operation period. For evaluating the wrong-way behavior, the feed temperature has been step decreased. For predicting the influence of varietion in the shape of the biocatalyst particles, same surface area per unit volume has been chosen to be the basic criterion. The present study shows that the transport and kinetic parameters appreciably affect the above categorized performance of the reactor depending on parametric values.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:January 2000
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Chowdhury, Mohammad Hassan Murad
Committee Advisor:Hassan, Essam E.
Committee Members:Beg, Shafkat A. and Atiqullah, M.
ID Code:9825
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:49
Last Modified:25 Apr 2011 09:28

Repository Staff Only: item control page