ويعد تحديد الحجم الأمثل للمفاعلات الأحيائية أمراً أساسياً لتحقيق الكفاءة في الإنتاج الكيميائي الأحيائي على نطاق واسع، وهو يكفل أقصى قدر من العائد مع الحفاظ على فعالية التكاليف والاستقرار التشغيلي، وتؤثر عدة عوامل على الحساب، بما في ذلك معدلات النمو في الميكروبيات، والتوافر دون المستوى، وتصميم العمليات.

العوامل التي تؤثر على المفاعلات الأحيائية

وتشمل العوامل الرئيسية جدول الإنتاج المرغوب، وأجهزة قياس النمو المجهري، ومعدلات الاستهلاك دون المستوى، بالإضافة إلى أن نقل الأوكسجين، وكفاءة الخلط، والقدرة على إزالة الحرارة يؤثر على حجم المفاعل الحيوي.

خطوات لحساب المفاعل الحيوي

(أ) متابعة هذه الخطوات لتقدير حجم المفاعل الحيوي:

  • تحديد مجموع كمية المنتجات اللازمة لكل دفعة.
  • تقدير معدل الإنتاجية المحدد للنزعة المجهرية.
  • حاسبي تركيز الكتلة الحيوية المطلوبة
  • احسبوا وقت التخمير الكلي
  • Use the formula: Volume = (Total biomass) / (Biomass concentration).

حساب نموذجي

وإذا كانت العملية تتطلب 100 كيلوغرام من المنتجات، مع إنتاجية محددة تبلغ 0.5 غرام/لتر/ساعة، وتدوم فترة التخمير 48 ساعة، فإن مجموع الكتلة الأحيائية اللازمة يبلغ 100 كيلوغرام، وعلى افتراض تركيز الكتلة الأحيائية يبلغ 10 غرام/لتر، سيكون حجم المفاعل الحيوي كما يلي:

Volume = (100,000 g) / (10 g/L) = 000 10 L.