Fermentlevek reológiai viselkedése BIM Alapfogalmak belső súrlódás 1. NEWTON-i fluidumokra τ a fluidumra ható nyírófeszültség (erő/felület)  nyírósebesség, a fluidum sebesség gradiense  a fluidum dinamikai viszkozitása  kg/m.s = Pa.s = 10P =1000 cP 

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM Mindennapi életben előforduló nyírósebességek Keverők s -1 vágás késsel  s -1 forgó, kent alkatrészek s -1 Néhány newtoni fluidum viszkozitása 20 o C-on Víz10 -3 Pa.s tej1, %-os cukoroldat2, glicerin10 -1

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM PSEUDOPLASZTICITÁS  app a látszólagos viszkozitás (Pa.s, cP).

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002HATVÁNYTÖRVÉNY  y határnyírófeszültség K ún. plasztikus viszkozitás vagy rigiditás. 3. DILATÁNS reológiai karakter n  1 4. BINGHAM-plasztikus  Bingham-test   y után newtoni viselkedés 5. CASSON test  y után pszeudopl. viselkedés

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM  y Kn Newtoni0  1 Pszeudoplasztikus0konzisztencia index  1 Dilatáns0konzisztencia index  1 Bingham 0  y  plasztikus viszkozitás1 Casson 0  y  plasztikus viszkozitás  1

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM időfüggő viszkozitás nyírás időtartama befolyásolja a látszólagos viszkozitás értékét. Ha adott idõpontban az ilyen fluidum dilatáns viselkedésû, akkor reopektikus, ha pszeudoplasztikus, akkor tixotrópos reológiai karakterrel van dolgunk. 7. Időfüggő viszkozitás esetén sokszor hiszterézis jelenség

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM Fermentlevek esetében az extrém reol visekedés okai: 1. mikroba koncentráció növekedése Egysejtű mikroorganizmusok fermentlevei általában newtoniak nagy sejtkoncentráció mellett is, pelletes gombáké is. Baktériumok és élesztők szuszpenzióira módosított Einstein-egyenlet b állandó (6-8 közötti)  szuszpendált sejtek térfogata / össztérfogat.

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM pékélesztő 80 g/dm 3 sejtkoncentrációk esetén is csekély a viszkozitás növekedés. 100 g/dm 3 felett a newtoni karakter pszeudoplasztikussá alakul. cP g/dm

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM extracelluláris termékek, dextrán, leván, xantán, foszfomannán, poli-  -hidroxi-vajsav nemkívánatos felületi poliszacharidok, nyálkaszerű anyagok rontják a sejtfeldolgozás műveleti hatékonyságát. Tápoldat megfelelő megválasztásával (N-forrás) eliminálható (néha)

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM pszeudoplasztikus, esetenként Bingham plasztikus viselkedés oka: határozott fonal szerkezetet alakítanak ki antibiotikum fermentációk (gombák vagy Actinomiceták)  app helyről-helyre változhat tömeg/hő-átadási problémák szabályozási problémák (pH) rossz keveredési viszonyok holt terek: S CO 2, O 2 … 3. fonalas baktériumok és fonalas gombák

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM Endomyces sp. glükoamiláz fermentációjának reológiai képe

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM ahol K a konzisztencia index n pedig a hatványtörvény index. Re  50 lamináris tartományra Re  50 turbulens tartományra MÓDOSITOTT Re ND i N n K   vagy D i 2 n 6n+2         , N P P o ND i  35 

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM A nyírás hatása a növekedésre fonalas bakt., gombák ferm.lé-szerkezet nem newtoni viselkedés keverõ fordulatszáma NYÍRÁS sejtek fizikai károsodása

Fermentlevek reológiai viselkedése BIM nyírás két módon roncsolhatja a göböket: pellikulumok szakadoznak le, göbök közvetlen szétesése "göbkopási" folyamat : D P a pillanatnyi pelletátmérő göbszétesési folyamat kinetikája: n göb koncentráció k r (erõsen függ a keverés körülményeitől) Nyírásérzékeny sejtek! Állati, növényi Pelletes fonalasok: