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Bioverfahrenstechnik

Theorie

Theorie

Kartei Details

Karten 73
Sprache Deutsch
Kategorie Biologie
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 19.04.2021 / 30.01.2024
Lizenzierung Kein Urheberrechtsschutz (CC0)
Weblink
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Funktionen der Stoffbilanzen

  • Ermittlung von unbekannten Stoffflüssen
  • Ermittlung von Zeitverlaeufen (Stoffmenge, Konzentration)
  • Kontrolle von Systembeschreibungen (Massenerhaltung, z.B. Elementbilanzen; Kohlenstoffbilanz)

 

Aufgaben der BVT

  • Rohstoffvorbereitung
  • Apparatebau und Prozessdesign (Steriltechnik)
  • Analyse und Modellierung biologischer Reaktionen
  • Auslegung von Bioreaktoren
  • Prozessführung (Mess- und Regelungstechnik)
  • Produktisolierung
  • Verfahrensintegration

Fließgleichgewicht/Steady State

Ein Fließgleichgewicht oder dynamisches Gleichgewicht ist ein stationärer Vorgang, bei dem fortgesetzt Substanzen, Teilchen oder Energie in ein System einströmen und in gleichem Maße wieder ausströmen.

Thermodynamisches GGW

Thermodynamisches Gleichgewicht bedeutet, dass kein Netto Stoff- und/oder Energieaustausch des Systems mit der Umgebung stattfindet. 

Reduktionsgrad \(\kappa\)

= die Molzahl der zur vollständigen Oxidation verfügbaren Elektronen pro Mol Kohlenstoff der jeweiligen Komponente.

Bilanzarten

  • Elementbilanz
  • Elektronenbilanz: Da bioch. Reaktionen in LM Wasser stattfinden, sind O2- und H2-Bilanzen messtechnisch nicht möglich. Hierfür wird Elektronenbilanz verwendet. 
  • Energiebilanzen: Es müssen alle ein- und austretenden Energieströme erfasst werden. 

Enthalpie

Wärmemenge, die von einem System bei einer Zustandsänderung unter konstantem Druck mit der Umgebung ausgetauscht wird.

H = U + p.V

*U... innere Energie

Enthalpieaenderungen: 

  • Temperaturaenderung: Energie wegnehmen oder zuführen
  • Phasenaenderung: Aenderung der Energie, die in intermolekularen WW gespeichert ist 
  • Lösen oder Mischen: Freisetzung von Energie durch LM-Hülle
  • Reaktion (exotherm oder endotherm)

 

Zustandsgröße

Prozessgröße, die unabhängig vom Weg ist (Temperatur, Druck, Dichte, Enthalpie ...).

Arbeit ist dagegen keine Zustandsgröße, da die geleistete Arbeit davon abhängt, wie der aktuelle Systemzustand erreicht wurde.