Download - FERMENTÁCIÓS GYAKORLAT
FERMENTÁCIÓS GYAKORLAT
1. Rátáplálásos szakaszos pékélesztõ fermentáció tanulmányozása.
2. Szakaszos fermentáció kinetikai értékelése
3. Rátáplálásos szakaszos pékélesztõ fermentáció tanulmányozása.
Kontroll stratégia: kis cukor cc., ckrit feletti oldott oxigén
Overflow metabolizmus, (bottleneck)
0,2S(glükóz) g/l
qS
μ
q etanolterm
Skrit
qOmax qO
q etanolfogy
q (g/gh)
0,1
A légzési kapacitás telítődése
C
t
? Ha S 0
S
Setpoint=alapjel
Feladat: fed batch Követés: OD (1 óránként), sz.a.2 (óránként+2),
Beadandó:A berendezés elvi kapcsolási vázlata
1.Mérési adatok: a fermentáció "képe", azaz a mért jellemzõk az idõ függvényében.
2.Kalibráció a (sejtszám), optikai denzitás és szárazanyag tartalom között.
3.A fermentáció valamely idõpontjá(i)ban a fajlagos növekedési sebesség értéke(i). (és μ –t görbe, ha meg lehet rajzolni)4.Példaregisztrátum (magyarázattal és ábrákkal) az oxigén-szint szabályozási görbékbõl.5.Anyagmérleg a teljes fermentációra, a kezdeti és leállási állapotok
figyelembevételével.6.Felhasznált cukorra számított eredõ sejthozam.7.A fermentáció eredõ sztöchiometriai egyenlete. Ennek számításához vegyük állandónak a gyakorlatvezetõ által megadott feltételezett sejtösszetételt.
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
A modell illesztése a kísérleti adatokhozKülönböző linearizálásos módszerek : L-B...
? μ
dt
dsμ
dt
dxS
? ?
Igény: egy, folytonosan deriválható fgv/görbe írja le, még ha nincs isfizikai/biológiai értelme
grafikus deriválástükrös módszerΔx/ Δt
4. Szakaszos fermentáció kinetikai érétkelése
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
dt
dxrx
x
r(ξ)
xrdt
dxr xx
22
2
2
x ξxΘξx.dx
ξrd
2
1ξx.
dx
ξdrξrr
22
2
2
ξΘξ.dx
ξrd
2
1ξ.
dx
ξdrξr0
dx
dr
dx
xdr
dx
dr
22
2
xdx
rd
2
1x
dx
drr0
AUTONOM rendszer
SORFEJTÉS TETSZŐLEGES HELYENSORFEJTÉS TETSZŐLEGES HELYEN
X=0-nál r(0)=0
Tetszőleges helyen vettük fe, akárhol, azaz x-nél is igaz:Tetszőleges helyen vettük fe, akárhol, azaz x-nél is igaz:
írhatóírható .2
:x2
ξ
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
βx1μxxβ
1μβx
dt
dxrx
Oldjuk meg!
t
0
μdt
0
0
ex
xβ1
1
β1
x maxt xβ β
1t xlim
VERHULST-PEARL
logisztikusdiffegyenlet
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
xxxx
1μ
dt
dxr max
maxx
Oldjuk meg!
μtexpx
xx1
xx
0
0max
max
Logisztikus egyenlet
Mit ír le? ExponenciálisHanyatló fázis
Logisztikusdiffegyenlet
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
Edwards-WilkeEdwards-Wilke μ változik az időben
1n1n
2210 ta......tataat
nn
2210
max
ta....tataaexp1
xx
μtexpx
xx1
xx
0
0max
max
Oldjuk meg!
Általánosított logisztikus egyenlet
(1968)
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
nn
2210
max
ta....tataaexp1
xx
Tulajdonságai: folytonos n= 1, 3, 5
an>0an0 x,P S
00 xxY
1SS Y
dS
dx
00 x
Y
1SSYx
S
Y
xS
x
Ytμ
dt
dS max
max
állandó
dtdx
Y1
dtdP
Y1
ha
dt
dP
Y
1
dt
dx
Y
1
dt
dP
P
S
dt
dx
x
S
dt
dS
x
P
Px
Az ÁLE alkalmazása a szubsztrátra és termékre
Hogyan határozzuk meg a modellek állandóit
FELADAT: illesztés x-t, s-t, p-tsebességek ri – t
fajlagos sebességek μi - tL-B, (Hanes, Eadie-Hofstee)
μ max, KS
Luedeking-Piret