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