Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 sejttömeg: i-edik szubsztrát: Higítási sebesség.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 sejttömeg: i-edik szubsztrát: Higítási sebesség."— Előadás másolata:

1 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 sejttömeg: i-edik szubsztrát: Higítási sebesség

2 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 m 3 /h m3m3 h -1 h Átlagos tartózkodási idő Mean residence time Higítási sebesség Dilution rate

3 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Állandósult állapotban Egy limitáló szubsztrát esetében ( ha a MONOD modell érvényes): μ=D Az állandósult állapot Szükséges és elégséges feltétele KEMOSZTÁT

4 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 tgtg a kemosztát rendszer mindig szubsztrát limitben mûködik KORLÁTOZOTTAN KIEGYENSÚLYOZOTT NÖVEKEDÉS (a hanyatló fázisnak felel meg!!!)

5 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 KEMOSZTÁT KONTROLL VÁLTOZÓI V CSAK TECHNIKAI KORLÁTJA VAN f D  μ max =D C S 0 CSAK TECHNIKAI KORLÁTJA VAN: oldhatóság

6 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 PRODUKTIVITÁS: = max!!!

7 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Tranziens viselkedés 1.Indulás: áttérés a szakaszoról folytonosra Mindíg csak itt üzemelhet!!!

8

9 MONOD monostabil (!!!) FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB Ugrás v. Egyéb zavarás hatása: D, S 0, T, pH... Stabilitás  max 2 SS S kritikus S

10 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 I II III IV V VI I II III IV V VI x(t) S(t) fölémegy monoton nőmonoton csökken monoton nő monoton csökken alámegy monoton nő alatta S x [x 0,S 0 ] st-st MONOSTABIL KEMOSZTÁT

11 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002  max S Szubsztrátinhibíció bistabil S0S0

12 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Tartózkodási idő Hármas esély dF a t és t + dt közé eső tartózkodási idejű anyaghányad. a tartózkodási idõ eloszlás függvénye. TARTÓZKODÁSI IDŐ ELOSZLÁS Hármas esély t=0 időben m 0 t=t időben m :m 0 t.i.eloszlás sűrűségfüggvénye

13 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Az a hányad, amelynek ti-je t 1 és t 2 közé esik Tartózkodási idő eloszlásfüggvénye

14 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB és t között a rendszerben tartózkodó anyaghányad 0-tól  ideig a teljes anyagmennyiség kikerül a rendszerből t és  között a rendszerben tartózkodó anyaghányad

15 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Térfogatcserék hatása a folytonos kemosztát fermentációra (a tartózkodási idõ eloszlás értelmezése) térfogatcsere1-F*F** Dt=0,2 h h =10,3670,633 =0,2 h h =20,1350,865 =0,2 h h =30,050,950 =0,2 h h =40,0150,985 *térfogatrész még nem cserélõdött ki **térfogatrész már eltávozott a rendszerbõl t = 1/D

16 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Szakaszos fermentáció idődiagramja

17 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Szakaszos és folytonos rendszer összehasonlítása Szakaszos fermentáció idődiagramja CIKLUSIDŐ

18 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 x max /x ln(x max /x 0 ): 1,6 - 4,6. A t l órát igényel, generációs idő 1-7 óra  max : 0,1-0,6 t l  max > 1 (1-12). J kemosztát /J szakaszos tg htg h t l =10 ht l =20 h 379 1,5914 1,01218

19 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Eltérések a kemosztáttól Nagy sebességgel képződő Intermedier termékek (Pyr,AcOH,...) D  0,25D C

20 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 x D x D x D x D 0,25D C D C Y RNS Y 1 3 C/energia limitáció x D Y 2 N,S limitáció Mg 2+,K +,PO 4 3- limitáció 4 komplex tápoldat-nemkemosztát falnövekedés 5 N-forrás, vagy a kénforrás a limitáló tényező Kisebb D-nél a C/en forrás feleslegben van: Tartaléktápanyagok szintézise (poliszaharidok,lipidek, β-OH-butirát) N-tartalom,sejtszám

21 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 x D 0,25D C D C Y 1 C/energia limitáció x D Y 2 N,S limitáció x D falnövekedés 5 x D 4 komplex tápoldat-nemkemosztát x D RNS Y 3 Mg 2+,K +,PO 4 3- limitáció

22 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 x D falnövekedés 5 D C >μ max is elérhető!

23 x D 0,25D C DCDC Y C/energia forrás limitál x D x D Y RNS-tartalom Y N,S limitáció Mg 2+, K +, PO 4 3- limitáció fenntartás Extracelluláristermékek N-tartalom,sejtszám

24 x D falnövekedés x D komplex tápoldat, nem-kemosztát

25 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Nem tökéletes keveredés bypass-

26 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Kemosztát tervezése 1.Szakaszos kinetika ismeretében: μ max, Y, K S D 2.Szakaszos növekedési görbe (és deriváltja) ismeretében dx/dt tg  =  max  x dx/dt tg  =  max  x A B Választunk D-t, mi az elmenő? Választunk elmenőt, milyen Legyen a D? D x D x

27 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ dx/dt tgα=μ max  x dx/dt tgα=μ max α x A B Választunk D-t, mi az elmenő? Választunk elmenőt, milyen Legyen a D? D x D x

28 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 Problémák Térfogatkontrol levegőztetés, HABZÁS MIRE JÓ A KEMOSZTÁT? Előnyök: nagyobb produktivitás korl. kiegy. növ, st-st: azonos tenyészet mérés és szabályozás SCP, pékélesztő, takarmányélesztő, (sejttömeg), primer a.cseretermék: alkohol, sör Kutatás Kutatás: kinetika, optimálás, tranziensek De: szekunder nem, bár penicillin...laborszinten

29 FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 OPTIMÁLÁS T1T1 T2T2 T3T3 T: hőmérséklet tápoldat... idő x,J… állandósult állapot1 állandósult állapot2 állandósult állapot3

30 Bonyolultabb kemosztátok egyáramú többlépcsős

31 Tervezés: dx/dt tg  =  max  x D1D1 D2D2 x1x1 x2x2 x2x2 x3x3 D3D3

32 többáramú többlépcsős

33 V f S 0 (1+  )f (1- α )f  f xS x S xSxS fh=fh= xhxh

34 S S f f X P X P táptalaj kemosztát dializátor Speciális kemosztát: integrált rendszer membrán modullal (pl. dialízis tenyésztés)


Letölteni ppt "FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 sejttömeg: i-edik szubsztrát: Higítási sebesség."

Hasonló előadás


Google Hirdetések