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Modelagem Biorreator genérico, Esquemas de Processos Químicos

Modelagem fenomenologia de um Biorreator, além da sua linearização a partir da transformada de Laplace

Tipologia: Esquemas

2023

Compartilhado em 20/10/2023

carlos-deniz
carlos-deniz 🇧🇷

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bg1
Modelagem Biorreator
dX
dt =D
(
X0X
)
+μX
d S
dt =D
(
S0S
)
+μX
YXS
d P
dt =D
(
P0P
)
+μX
(
YPS
YXS
)
Linearização do modelo
Temos:
dX
dt =g1(D , X 0, X)
d S
dt =g2(D , S 0, S , X )
d P
dt =g3(D , P 0, , P , X )
Linearizando em serie de Taylor temos:
dX
dt =g1
(
D(t), X 0(t), X (t)
)
g1
(
D(0), X 0(0), X (0)
)
= D d g1
d D + X 0d g1
d X 0+ X d g1
d X
dP
dt =g3
(
D(t), P0(t), P (t), X (t)
)
g3
(
D(0), P 0(0), P (0), X (0)
)
= D d g3
dD + X 0d g3
dX 0+ P d g3
d P + X d g3
dX
Aplicando a TLP:
SX (S)=D
(
S
)
C1+X0
(
S
)
C2+X
(
S
)
C3
SX (S)=D
(
S
)
C1+X0
(
S
)
C2+X
(
S
)
C3
X
(
S
)
(
1+S τ1
)
=D
(
S
)
(C¿¿1/−C3)+X0
(
S
)
(C¿¿2/−C3)¿¿
X
(
S
)
=D
(
S
)
K1
(
1+S τ1
)
+X0
(
S
)
K2
(
1+S τ1
)
SS(S)=D
(
S
)
C4+S0
(
S
)
C5+S
(
S
)
C6+X
(
S
)
C7
S S (S)=D
(
S
)
C4+S0
(
S
)
C5+S
(
S
)
C6+X
(
S
)
C7
S
(
S
)
(
1+S τ2
)
=D
(
S
)
(C¿¿4/−C6)+S0
(
S
)
(C¿¿5/−C6)+X
(
S
)
(C¿¿7/−C6)¿ ¿¿
pf2

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Modelagem Biorreator genérico e outras Esquemas em PDF para Processos Químicos, somente na Docsity!

Modelagem Biorreator

dX

dt

=D ( X 0 − X ) + μX

d S

dt

=D ( S 0 −S ) +

μX

Y

XS

d P

dt

=D ( P 0 −P )+ μX

Y

PS

Y

XS

Linearização do modelo

Temos:

dX

dt

=g 1

( D , X 0 , X)

d S

dt

=g 2

( D, S 0 , S , X)

d P

dt

=g 3

( D, P 0 , , P , X )

Linearizando em serie de Taylor temos:

dX

dt

=g 1

( D(t) , X 0 (t) , X (t)) −g

1

( D( 0 ), X 0 ( 0 ), X ( 0 ))=∆ D

d g 1

d D

+∆ X 0

d g 1

d X 0

+ ∆ X

d g 1

d X

dS

dt

=g 2

( D(t ), S 0 (t ), S (t) , X (t ))−g

2

( D( 0 ) , S 0 ( 0 ), S( 0 ) , X ( 0 )) =∆ D

d g 2

dD

+ ∆ S 0

d g 2

d S 0

+ ∆ S

d g 2

d S

+ ∆ X

d g 2

dX

dP

dt

=g 3

( D(t), P 0 (t), P (t ), X (t)) −g

3

( D( 0 ), P 0 ( 0 ) , P ( 0 ), X ( 0 ))=∆ D

d g 3

dD

+∆ X 0

d g 3

dX 0

+ ∆ P

d g 3

d P

+∆ X

d g

dX

Aplicando a TLP:

SX (S )=D ( S ) C

1

+ X 0 ( S ) C

2

+ X ( S ) C

3

SX (S )=D ( S ) C

1

+ X 0 ( S ) C

2

+ X ( S ) C

3

X ( S)

( 1 +S τ 1

)

=D ( S) (C

¿ 1 /−C

3

)+ X 0 ( S ) (C

¿ 2 /−C

3

X

S

D ( S ) K

1

( 1 +S τ 1 )

X 0 ( S ) K

2

( 1 +S τ 1 )

SS(S)=D ( S) C

4

+S 0 ( S ) C

5

+ S ( S ) C

6

+ X ( S ) C

7

S S (S)=D ( S ) C

4

+ S 0 ( S) C

5

+S ( S) C

6

+ X ( S ) C

7

S ( S )

(

1 + S τ 2 )

=D ( S ) (C

¿ 4 /−C

6

)+S 0 ( S ) (C

¿ 5 /−C

6

)+X ( S ) (C

¿ 7 /−C

6

S

S

D ( S ) K

3

( 1 + S τ 2 )

S 0 ( S) K

4

( 1 + S τ 2 )

X ( S ) K

5

( 1 + S τ 2 )

SP(S )=D ( S ) C

8

+ P 0 ( S ) C

9

+P ( S ) C

10

+ X ( S ) C

11

SP(S )=D ( S ) C

8

+ P 0 ( S ) C

9

+P ( S ) C

10

+ X ( S ) C

11

P ( S )

(

1 + S τ 3 )

=D ( S ) (C

¿ 8 /−C

10

)+ P 0 ( S ) (C

¿ 9 /−C

10

)+ X ( S ) (C

¿ 11 /−C

10

P ( S )=

D ( S ) K

6

( 1 + S τ 3

)

P 0 ( S) K

7

( 1 + S τ 3

)

X ( S) K

8

( 1 + S τ 3

)