Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Идентификаторы программы

Цель работы

1. рассмотреть алгоритм решения задач математического описания в виде системы дифференциальных уравнений методом Эйлера:

2. выполнить анализ кинетики биосинтеза паприна в ферментере периодического действия;

Исходные данные

Константы скоростей реакции k₁=0.09, ч^-1; k₂=0.015, ч^-1;

Начальное содержание в сырье: парафинов P₀=17.8, г/л; дрожжей D₀=0.58; метаболитов M₀=0, г/л.

Блок – схема

Расчет кинетики биосинтеза паприна

T:=T+T1

Да

Текст программы

Расчет кинетики биосинтеза паприна

Program paprin1;

label 1,2;

Var K1,K2,P,D,M,T1,T,P1,D1:real;

Begin

K1:=0.09;

K2:=0.015;

P:=17.8;

D:=0.58;

M:=0;

T1:=0.2;

writeln ('шаг интегрирования =', T1);

T:=0;

writeln ('T',' ','P',' ','D',' ','M');

2: P1:=P;

D1:=D;

P:=P-K1*P*D*T1;

D:=D+(K1*P1*D-K2*D)*T1;

M:=M+K2*D1*T1;

if D1>D then goto 1;

T:=T+T1;

writeln ('T=', T:4:2,' ', 'P=',P1:4:2,' ', 'D=',D:4:2,' ','M=',M:4:2);

goto 2;

1: writeln ('Оптимальные параметры ферментации');

writeln (' Продолжительность процеса T=', T:4:2, 'ч');

writeln (' Содержание в реакционной массе г/л');

writeln (' Парафинов ', P1:4:2,' ', 'Дрожжей ', D:4:2);

end.

Идентификаторы программы

Параметр

Расшифровка

K1 K2 P D M T1 T P1 D1

Кинетическая константа, соответствующая стадии накопления целевой биомассы, ч^-1 Кинетическая константа, соответствующая стадии накопления метаболитов, ч^-1 Текущая концентрация парафинов в биосуспензии, г/л Текущая концентрация дрожжей в биосуспензии, г/л Текущая концентрация метаболитов в биосуспензии, г/л Шаг интегрирования, ч Расчетное время ферментации, ч Значения P, заносимые в память ЭВМ для выполнения промежуточных операций при интегрировании дифференциальных уравнений по методу Эйлера на каждом шаге интегрирования как результат предыдущего расчета Значения D, вносимые в память ЭВМ для выполнения промежуточных операций при интегрировании дифференциальных уравнений по методу Эйлера на каждом шаге интегрирования как результат предыдущего расчета

Результаты эксперимента

При выполнении программы «Расчет кинетики биосинтеза паприна» были получены следующие данные:

шаг интегрирования =0.2

T P D M

T=0.20 P=17.80 D=0.76 M= 0

T=0.40 P=17.61 D= 1 M= 0

T=0.60 P=17.37 D=1.32 M=0.01

T=0.80 P=17.06 D=1.71 M=0.01

T=1.00 P=16.65 D=2.22 M=0.02

T=1.20 P=16.14 D=2.86 M=0.02

T=1.40 P=15.49 D=3.65 M=0.03

T=1.60 P=14.7 D=4.61 M=0.04

T=1.80 P=13.73 D=5.73 M=0.06

T=2.00 P=12.59 D=7.02 M=0.07

T=2.20 P=11.29 D=8.42 M=0.09

T=2.40 P=9.87 D=9.89 M=0.12

T=2.60 P=8.37 D=11.35 M=0.15

T=2.80 P=6.88 D=12.72 M=0.18

T=3.00 P=5.47 D=13.94 M=0.22

T=3.20 P=4.22 D=14.95 M=0.26

T=3.40 P=3.16 D=15.76 M=0.31

T=3.60 P=2.31 D=16.37 M=0.36

T=3.80 P=1.66 D=16.81 M= 0.4

T=4.00 P=1.17 D=17.11 M=0.46

T=4.20 P=0.81 D=17.31 M=0.51

T=4.40 P=0.56 D=17.43 M=0.56

T=4.60 P=0.39 D=17.5 M=0.61

T=4.80 P=0.27 D=17.53 M=0.66

T=5.00 P=0.18 D=17.54 M=0.72

Оптимальные параметры ферментации

Продолжительность процеса T=5.00ч

Содержание в реакционной массе г/л

Парафинов 0.18 Дрожжей 17.54

шаг интегрирования =0.3

T P D M

T=0.30 P=17.80 D=0.86 M= 0

T=0.60 P=17.52 D=1.26 M=0.01

T=0.90 P=17.12 D=1.83 M=0.01

T=1.20 P=16.54 D=2.64 M=0.02

T=1.50 P=15.72 D=3.75 M=0.03

T=1.80 P=14.6 D=5.21 M=0.05

T=2.10 P=13.12 D=7.04 M=0.07

T=2.40 P=11.27 D=9.15 M= 0.1

T=2.70 P=9.13 D=11.36 M=0.15

T=3.00 P=6.87 D=13.42 M= 0.2

T=3.30 P=4.77 D=15.08 M=0.26

T=3.60 P=3.04 D=16.25 M=0.32

T=3.90 P= 1.8 D=16.97 M= 0.4

T=4.20 P=1.01 D=17.36 M=0.47

T=4.50 P=0.55 D=17.54 M=0.55

T=4.80 P=0.29 D=17.6 M=0.63

Оптимальные параметры ферментации

Продолжительность процеса T=4.80ч

Содержание в реакционной массе г/л

Парафинов 0.29 Дрожжей 17.6

шаг интегрирования =0.1

T P D M

T=0.10 P=17.80 D=0.67 M= 0

T=0.20 P=17.71 D=0.78 M= 0

T=0.30 P=17.6 D= 0.9 M= 0

T=0.40 P=17.48 D=1.04 M= 0

T=0.50 P=17.34 D= 1.2 M=0.01

T=0.60 P=17.17 D=1.39 M=0.01

T=0.70 P=16.99 D=1.59 M=0.01

T=0.80 P=16.78 D=1.83 M=0.01

T=0.90 P=16.53 D= 2.1 M=0.01

T=1.00 P=16.26 D=2.41 M=0.02

T=1.10 P=15.95 D=2.75 M=0.02

T=1.20 P=15.61 D=3.13 M=0.03

T=1.30 P=15.22 D=3.56 M=0.03

T=1.40 P=14.79 D=4.02 M=0.04

T=1.50 P=14.32 D=4.54 M=0.04

T=1.60 P=13.8 D=5.09 M=0.05

T=1.70 P=13.24 D=5.69 M=0.06

T=1.80 P=12.63 D=6.33 M=0.06

T=1.90 P=11.98 D=7.01 M=0.07

T=2.00 P=11.3 D=7.71 M=0.08

T=2.10 P=10.59 D=8.43 M= 0.1

T=2.20 P=9.85 D=9.17 M=0.11

T=2.30 P=9.11 D= 9.9 M=0.12

T=2.40 P=8.35 D=10.63 M=0.14

T=2.50 P=7.61 D=11.34 M=0.15

T=2.60 P=6.88 D=12.03 M=0.17

T=2.70 P=6.18 D=12.68 M=0.19

T=2.80 P=5.51 D=13.29 M=0.21

T=2.90 P=4.88 D=13.85 M=0.23

T=3.00 P= 4.3 D=14.37 M=0.25

T=3.10 P=3.76 D=14.83 M=0.27

T=3.20 P=3.28 D=15.25 M=0.29

T=3.30 P=2.84 D=15.62 M=0.32

T=3.40 P=2.45 D=15.94 M=0.34

T=3.50 P= 2.1 D=16.22 M=0.36

T=3.60 P= 1.8 D=16.45 M=0.39

T=3.70 P=1.54 D=16.66 M=0.41

T=3.80 P=1.31 D=16.83 M=0.44

T=3.90 P=1.11 D=16.97 M=0.46

T=4.00 P=0.95 D=17.09 M=0.49

T=4.10 P= 0.8 D=17.19 M=0.51

T=4.20 P=0.68 D=17.27 M=0.54

T=4.30 P=0.57 D=17.33 M=0.56

T=4.40 P=0.48 D=17.38 M=0.59

T=4.50 P=0.41 D=17.42 M=0.62

T=4.60 P=0.34 D=17.45 M=0.64

T=4.70 P=0.29 D=17.47 M=0.67

T=4.80 P=0.25 D=17.48 M= 0.7

T=4.90 P=0.21 D=17.48 M=0.72

T=5.00 P=0.17 D=17.49 M=0.75

Оптимальные параметры ферментации

Продолжительность процеса T=5.00ч

Содержание в реакционной массе г/л

Парафинов 0.17 Дрожжей 17.49

Вывод: в процессе выполнения данной лабораторной работы был вычислен оптимальный шаг интегрирования равный 0.2. При данном шаге содержание парафинов минимально и составляет 0.18 г/л, а содержание дрожжей максимально и составляет 17.54 г/л. При других шагах интегрирования (0.1 и 0.3) содержание дрожжей меньше, а парафинов больше.