Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 Alapfogalmak belső súrlódás 1. NEWTON-i fluidumokra τ a fluidumra ható nyírófeszültség (erő/felület)  nyírósebesség,

Az előadások a következő témára: "Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 Alapfogalmak belső súrlódás 1. NEWTON-i fluidumokra τ a fluidumra ható nyírófeszültség (erő/felület)  nyírósebesség,"— Előadás másolata:

1 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 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 

2 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

3 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 Mindennapi életben előforduló nyírósebességek Keverők 100 - 10 000 s -1 vágás késsel  5.10 6 s -1 forgó, kent alkatrészek 10 7 - 10 8 s -1 Néhány newtoni fluidum viszkozitása 20 o C-on Víz10 -3 Pa.s tej1,4.10 -3 20%-os cukoroldat2,0.10 -3 glicerin10 -1

4 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 2. PSEUDOPLASZTICITÁS  app a látszólagos viszkozitás (Pa.s, cP).

5 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

6 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002  y Kn Newtoni0  1 Pszeudoplasztikus0konzisztencia index  1 Dilatáns0konzisztencia index  1 Bingham 0  y  plasztikus viszkozitás1 Casson 0  y  plasztikus viszkozitás  1

7 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 6. 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

8 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 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.

9 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 pékélesztő 80 g/dm 3 sejtkoncentrációk esetén is csekély a viszkozitás növekedés. 100 g/dm 3 felett a newtoni karakter pszeudoplasztikussá alakul. cP 70 80 90 100 g/dm 3 0 1500 3000 4500 6000

10 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 2.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)

11 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 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

12 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 Endomyces sp. glükoamiláz fermentációjának reológiai képe

13 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 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 2 2 01   vagy D i 2 n 6n+2         , N P P o ND i  35 

14 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

15 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

16 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002

17 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 A nyírás hatása a növekedésre fonalas bakt., gombák ferm.lé-szerkezet nem newtoni viselkedés keverõ fordulatszáma NYÍRÁS sejtek fizikai károsodása

18 Fermentlevek reológiai viselkedése BIM2 2002 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: