《生化反应器原理》第五章(5-3) 连续完全返混型反应器（CSTR）

53连续完全返混型反应器(CSTR) CSTR是连续搅拌型培养罐等一系列生化培 养设备为对象抽象的理想反应器。其主要特征为: 底物连续稳定地流加到CSTR内,同时产物连 续稳定地由CSTR排出,使得CSTR内的反应液体 积维持恒定 CSTR内的所有质点的物理化学性质是一致的, 即各质点的温度等物理性质和化学组成是一致的; CSTR内的反应液中的各组分的浓度不随时间 变化

5.3 连续完全返混型反应器（CSTR） CSTR是连续搅拌型培养罐等一系列生化培 养设备为对象抽象的理想反应器。其主要特征为： ➢ 底物连续稳定地流加到CSTR内，同时产物连 续稳定地由CSTR排出，使得CSTR内的反应液体 积维持恒定； ➢ CSTR内的所有质点的物理化学性质是一致的， 即各质点的温度等物理性质和化学组成是一致的； ➢ CSTR内的反应液中的各组分的浓度不随时间 变化

53.1单级CSTR的生化反应特征 (1)单级CSTR的反应时间 S0 CXO

5.3.1 单级CSTR的生化反应特征 （1）单级CSTR的反应时间 F，CS0，CX0 F，CS，CX VR，CS，CX

C, Cso, F Cv, Cs, F

CX，CS，VR CX，CS，F CX0，CS0，F

在单级CSTR中的反应的底物质量平衡关系 输入CRTR(输出CRTR(在CRTR内 的底物质=的底物质+反应消耗底 量速率 量速率 物的质量速率 SO F·Cs+R S 式中F进出单级CSTR的流量,(L/s) so y C进出单级CSTR的底物浓度, (mo或gL) V单级CSTR的有效体积,(L)

在单级CSTR中的反应的底物质量平衡关系 即 式中 F——进出单级CSTR的流量，（L/s） CS0，CS——进出单级CSTR的底物浓度， （mol/L或g/L） VR——单级CSTR的有效体积，（L）           +           =           物的质量速率 反应消耗底 在 内 量速率 的底物质 输出 量速率 的底物质 输入CRTR CRTR CRTR F CS F CS VR VS  =  +  0

V底物的反应速率,(moLs或g/Ls) 定义底物的转化率 Xs=I SO 有 F·Xs·Cso=Vn·V SO R 平均反应时间 R S SO

VS——底物的反应速率，（mol/L·s或g/L·s） 定义底物的转化率 有 平均反应时间 0 1 S S S C C X = − F X S CS VR VS   =  0 S S S S R S S a V C C V C X F V t − =  = = 0 0