Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens XXXX +  P i + CO 2 +  HŐ offline kémiai elemzés kolorimetria* refraktív index viszkozitás kromatográfia: HPLC,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens XXXX +  P i + CO 2 +  HŐ offline kémiai elemzés kolorimetria* refraktív index viszkozitás kromatográfia: HPLC,"— Előadás másolata:

1 C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens XXXX +  P i + CO 2 +  HŐ offline kémiai elemzés kolorimetria* refraktív index viszkozitás kromatográfia: HPLC, gázkromatográfia: EtOH,MeOH… indirekt mérések DO és DCO 2 gázelemzés MS K L a indirekt: O 2 -fogyasztásból hőmérleg kalorimetria offline kémiai elemzés kolorimetria* NH és NH 3 -elektród pH-sztát: NH 3 -fogyás NO 3 - elektród NH 2 -N (antibiotikumok) kémiai elemzés, pH, viszkozitás kromatográfia MS, MS-GC katás alapján: Biológiai titrálás, agardiffúzió K +, Mg 2+, PO 4 3- offline kémiai elemzés kolorimetria* ionszelektív elektródok *Online is: pl. FIA

2 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM FIZIKAI KÉMIAI BIOLÓGIAI változók Folytonos reaktor Folytonos reaktor Mérések változók Mérések változók Diszkrét Diszkrét Környezeti Környezeti LEHET ON LINE vagy OFF LINE

3 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM PRIMÉR MÉRT VÁLTOZÓK PRIMÉR MÉRT VÁLTOZÓK mindkettő mindkettő lehet szabályozókör lehet szabályozókör inputja inputja INDIREKT SZÁMOLT VÁLTOZÓK INDIREKT SZÁMOLT VÁLTOZÓK (gateway sensors) (gateway sensors)

4 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM Legáltalánosabban mért fizikai változók: *Hőmérséklet ** nyomás ** nyomás ** *áramlási sebesség (folyadékok, gázok)** térfogat és/vagy tömeg térfogat és/vagy tömeg keverősebesség ** keverősebesség ** teljesítmény felvétel teljesítmény felvétel habszint** habszint** viszkozitás viszkozitás turbiditás turbiditás Legáltalánosabban mért kémiai változók: pH ** ElektródpotenciálSi……Pj DO, * DCO 2 sejtkoncentráció Mérések és szabályozás minimális szintje ** Néha több helyütt a bioreaktorban* Mérések minimum szintje *

5 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM INDIREKT SZÁMOLT VÁLTOZÓK pH és lúgadagolássavképződési sebesség gázáramlási sebesség hőmérséklet, nyomás O 2 és CO 2 az elmenő gázban Cukorszint Cukoradagolási sebesség HOZAM Teljesítményfelvétel + keverősebesség látszólagos viszkozitásOUR RQ RQCER

6 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM SEJTNÖVEKEDÉS MÉRÉSI MÓDSZEREK Direkt módszerek szárazanyagnefelometria turbidimetria** impedometria elekronikus részecske számlálás optikai mikroszkópia élősejtszám ultrahang** (acoustic resonance densitometry) resonance densitometry) Indirekt v. Származtatott módszerek ** biolumineszcencia** ** kemilumineszcencia** radiometria sejtkomponens analízis ** MS** NMR ** IR, NIR** anyagmérleg (massbalancing) sztöhio.... Legtöbb off line néhány on line ** is Destruktív módszerek NINCS ÁLTALÁNOSAN ALKALMAZHATÓ

7 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM Szárazanyag meghatározás Sejtelválasztás után (szűrés membránon) szárítás 105 o C-on Csak tükrös tápoldatnál!!! Optikai denzitás meghatározás TURBIDIMETRIA NEFELOMETRIA Lambert-Beer tv. Sejtszuszpenzió sűrűség fényúthossz nm NIR 1000 nm Csak tükrös tápoldatnál!!!, csak egysejtűeknél DE

8

9 vákuum ~ Kapilláris 1-50 μm ellenállás méretfüggő NaCl Sejt útja a kapillárisban elektródák

10 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM SEJTSZÁM MEGHATÁROZÁS Mikroszkóp: Buerker-kamra Élősejtszám: Elekronikus sejtszámlálás vákuum ~ NaCl Kapilláris 1-50 μm ellenállás méretfüggő

11 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM2 2002

12 1000 nm nefelometriás turbidimetriás küvetta ablak

13 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM2 2002

14 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM citofluoriméter

15 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM GÁZANYAGCSERE MÉRÉSE Mit kell mérni? Levegő áramlási sebesség hőmérséklet gázösszetétel IR CO 2 hövezetőképesség Paramágneses O 2 Tömegspektrométer CO 2, O 2,..... Drága,de....

16 levegő fűtőspirál hőmérő elektromos teljesítmény- mérő Mass-flow meter

17 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM T2T2 q2q2 T1T1 p1p1 q1q1 p2p2 xxxxxx O 2 be CO 2 be N 2 be O 2 ki CO 2 ki N 2 ki =

18 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM =

19 Abluft Analyse einer Batch Fermentation CO 2 RQ O2O RQ und %CO 2 in der Abluft Zeit [hr] 22 %O 2 in der Abluft

20 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM OXIGÉNÁTADÁSSAL kapcsolatos mérési módszerek 1. Statikus módszer: szulfitoxidációs módszer 2. Dinamikus módszer: K l a dinamikus meghatározása (3.Gyakorlaton alkalmazott módszer: kombináció)

21 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM Statikus módszer: szulfitoxidációs módszer Na 2 SO 3 + ½ O 2 Na 2 SO 4 Cu 2+,Co 2+ 0-ad rendű rekció az SO ra nézve (0,1-1 Na 2 SO 3 ) ha van katalizátor: – mol/l Gyakorlatilag irreverzibilis Gyakorlatilag pillanatszerű C = 0 rekciósebesség Na 2 SO 3 idő tgα=r mg O 2 /l.min mmol O 2 /l.min OTR!!, de:enhancement factor... OTR szulfitmérés > OTR fermentáció

22 C t C * Levegő indul N2N2 t KLaKLa 2.Kilevegőztetéses módszer- gassing-out

23 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM Dinamikus módszer: K l a dinamikus meghatározása C t Lev.leállítás Lev. újraindul Linearizálás:

24 C t Levegőztetés leállítás Levegőztetés újraindul

25 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM C* C Mi kell hozzá?Folytonos O 2 mérés

26 C* C

27 aK 1 tg L  xQ C* C dt Cd T  aK 1 tg L  xQ C*          xQ dt Cd Cd T 2 2 C Cd T 

28 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás Anód henger:Ag membrán PE,PTFE μm Pt katód Clark-elektród (Pt/Ag(KCl)) Katódfolyamat: O 2 +2H 2 O+2e - H 2 O 2 + 2OH - H 2 O 2 +2e - 2OH - anódfolyamat: 4Ag + 4Cl - 4AgCl + 4e - Katódfolyamat: anódfolyamat: Mackereth, Johnson - Borkowski elektród Au/Pb(AcOH+Pb(OAc) 2 ) 1/2O 2 + H 2 O+2e - 2OH - Pb e - 1/2O 2 + Pb+ H 2 O Pb(OH) 2 - amperometriás galvanikus elektrolit üvegbot DO-mérés : C kicsi, dc/dt nagy mintavétel,off line mérés lehetetlen a.: tubing módszer b: elektrokémiai detektorok Ag/Ag +

29 membrán ELEKTROLIT Katód FOLYADÉK FILM FŐTÖMEG ,2,3:DIFFÚZIÓS HATÁRRÉTEGEK

30 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM I mV O2O2 levegő N2N2 Polarográfiás görbe Depozit( AgCl, bázikus PbOAc az anód felületen, időnként megújítandó I= kDS.pO 2 / X = nFA S/X pO 2 Diff.a membránban Oldhatóság a membránban membránvastagság katódfelület Faraday áll. O 2 par. nyomás NEM O 2 KONCENTRÁCIÓT MÉR!

31 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM IDŐKÉSÉS! mEL K FOLYADÉKFILM Írjuk le elsőrendű időállandóval (egytárolós tag) Itt A=1 Deriváljuk! Linearizálás:

32 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM C*

33 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM Ha nincs mikroba jelen: analitikus megoldás: Szimmetrikus!

34 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM (3.Gyakorlaton alkalmazott módszer: kombináció) Egységugrás: Na 2 SO 3 T 0,63 1 t t 100% l.: CHEM\O:\otkatas\konyvek\bim\lab \

35 Egységugrás: Na 2 SO 3 T 0,63 1 t t 100% 1 Normált diagram Kísérlet diagramja

36 Enzimlektród a.) FESZÜLTSÉG b) platina katód b) platina katód c) ezüst anód d) Telített KCl oldat e.) biokatalizátor rögzített enzim f) acetát membrán (oxigénre áteresztő) g) analyte h) polycarbonate membrán (permeábilis oxigénre, szubsztrátra termékre) i) az elektródok között folyó áram i) az elektródok között folyó áram BIM SB 2001 i

37 Enzimlektród 2 ELEKTRÓDFOLYAMAT PÉLDA MEDIÁTOR

38 Enzimlektród 3 POTENCIOOMETRIÁS

39 a) Biocatalyst - converts the analyte into product. b) Transducer - detects the occurrence of the reaction and converts it into an electrical signal. c) Amplifier - amplifies the usually tiny signal to a useable level. d) Microprocessor - signal is digitised and stored for further processing, e.g. integration, derivatisation, etc. e) Display - usually need a real-time display of the analyte concentration. BIOSZENZOR BIM SB 2001

40 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás BIM2 2002


Letölteni ppt "C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens XXXX +  P i + CO 2 +  HŐ offline kémiai elemzés kolorimetria* refraktív index viszkozitás kromatográfia: HPLC,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések