FERMENTÁCIÓS FOLYAMATOK ÉS MŰVELETEK
|
|
- Nóra Éva Pap
- 5 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 A mikroba szaporodás alapösszefüggései BIM-BSc 2009 FERMENTÁCIÓS FOLYAMATOK ÉS MŰVELETEK
2 Mi kell egy termelő fermentációs folyamathoz? 2 SS i TÁPANYAGOK TÖRZS BIM-BSc SB A STERILEZÉS KEVERÉS ANYAGÁTADÁS 4B 1 OLTÓANYAG 3 REAKTOR 3A KINETIKA 3B Technikák? MÉRÉS 5 ADATOK SZABÁLYOZÁS VEZÉRLÉS MATEMATIKAI MODELL 6 TERMÉK FELDOLGOZÁSI MŰVELETEK 7 LEVEGÕZTETÉS ANYAGÁTADÁS 4A
3 1) MIKROBA, TÖRZS -izolálás -azonosítás -fenntartás -screening -törzsfejlesztés BIM-BSc 2009 E.coli Saccharomyces cerevisiae Vibrio cholerae Mucor circenelloides Aszexuális gombanövekedés
4 2) Fermentációs tápoldatok MIKROORGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE BIM TERMELŐKÉPESSÉG KÖRNYEZET GENOM Néhány mikroba összetétel összetétel a sejt szárazanyag százalékában Mikroorganizmus C H 0 N S Saccharomyces cerevisiae 45 6,8 30,6 9,0 Methylomonas methanolica 45,9 7,2 14,0 2,6 Penicillium chrysogenum 43 6,9 35,0 8,0
5 Fermentációs tápoldatok BIM C-forrás + N-forrás + O 2 + ásványi sók + +speciális tápanyagok (pl. vitamin) új sejttömeg(δx) + termék(ek) + CO 2 + H 2 O Tápanyag igény Tápoldatok szintetikus félszintetikus természetes alapú dx ds i Δx ΔS dx dt ds dt μ μ x S μ Q x S Y x/s i HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA
6 S Z É N F O R R Á S SZÉNDIOXID AUTOTRÓFOK S Z E R V E S HETEROTRÓFOK Szerves anyag fogyasztók KÉMIAI ENERGIAFORRÁS FÉNY BIM KEMOORGANOTRÓF FOTOOORGANOTRÓF Legtöbb baktérium,gomba mi Bíbor (nem kén-)baktérium. Néhány eukarióta alga SZERVES SZERVES ELEKTRON...glükóz......glükóz... DONOR KEMOLITOTRÓF H-,S-,Fe- Denitrifikálóbaktériumok SZERVETLEN en.forrás H 2 S, S, S 2 O 2-, 3 H 2, Fe(II), NH 3, NO 2, FOTOLITOTRÓF Zöld növények, eukarióta algák (fényben) Blue/green algák Cianobaktériumok Fotoszint.baktériumok SZERVETLEN H 2 O, H 2 S, S... Nettó szerves anyag termelők ELEKTON DONOR (És mi az elektron akceptor??
7
8 NAD
9
10 CUKOR KATABOLIZMUS Glikolízis (Embden, Meyerhof Parnas ) legtöbb baktérium Állati és növényi sejtek Citrátkör(Szentgyörgyi-Krebs) CO 2 ADP ATP ADP ATP glükóz G-6-P F-6-P F-1,6-diP (6 C-atom) Gliceraldehid-P (3C-atom) PEP Pyr Ac-CoA ATP ADP ATP ADP 1,3-diP-glicerát 3-P-glicerát 2-P-glicerát 2H 2H 2H Oxálacetát citrát NAD Malát Cis-akonitát 2H Fumarát Szukcinát 2H CO 2 CO 2 i-citrát a-keto-glutarát 2H koenzimq 2*3 CO 2 + 5*2H = C 6 H 12 O 6
11 Glikolízis Glucose C6 NAD ADP NADH Pyruvate C3 ATP
12 Egyéb cukor katabolizmus utak Pentóz foszfát út (hexose monophosphate sönt) NADPH termelés,általános növ. és állati sejtekben NADP + NADPH Gl Gl-6P 6-P-glükonát Ribulóz-5P CO 2 ATP ADP NADP+ NADPH Ribóz-5P Xilulóz-5P izomeráz Gliceraldehid-3P Szedoheptulóz-7P epimeráz F-6P transzaldoláz Eritróz-4P 2:1 10,20:1 Gyors lassú növekedés transzketoláz F-6P Gliceraldehid-3P
13 Entner Doudoroff út Néhány baktériumban -EMP helyett glükóz dehidratáz ATP ADP G-6P aldoláz NADP + NADPH 6P-glükonát H 2 O 2-keto-3-deoxi-6P-glükonát G3P Pyr
14 Citromsav ciklus Szentgyörgyi-Krebs ciklus Pyr+ CoA+NAD + Piruvát- dehirogenáz Acetil-CoA+ CO 2 + NADH Pyr+ CO 2 + ATP 6 Piruvát- karboxiláz 4 AcCoA glioxilát 6 5 Oxaloacetát+ADP +Pi anaplerotikus
15 Az oxigén szerepe, légzés FP 2 2e - 1/2O 2 KJ NAD FP 1 KoenzimQ cyt b cyt c cyt a cyt a 3 2H + H 2 O 0,4 NAD ATP Q 0,27 V 51,2 kj b ATP c 0,22 V 41,6 kj a ATP 0,53 V 100 kj -0,8 ADP + P i ATP + H 2 O G kcal =30,7 kj a 3
16 Krebs Cycle (C4-C6 intermediate compounds) NAD NADH Pyruvate 3CO 2 (C3) (C1) Oxidative phosphorylation NADH O 2 ADP NAD H 2 O ATP
17
18
19 Zsírsaval lebontása -oxidáció
20 Aminosavak mint C/energiaforrások
21 ANAEROB ANYAGCSERE SZUBSZTRÁT SZINTŰ FOSZFORILEZÉS (GIKOLÍZIS, TCA) NEMCSAK MIKROBÁKBAN: TEJSAV (homolaktikus fementáció
22 NADH visszaoxidálása egy sor anyagcseretermék, más elektronakceptorok egy sor anyagcseretermék: heterolaktikus fermentáció
23 1 egy sor anyagcseretermék: anaerob NADH regeneráló anyagcsereutak, végtermékek CO 2 Formiát glicerin R G Trióz-P R TEJSAV H 2 Oxaloacetát Pyr CO 2 AcO R Etanol Borostyánkősav R Szukcinil-CoA AcCoA Acetolaktát Acetoin R Propionsav R Acetoacetil-CoA 2,3-butándiol CoA, CO 2 Propanol Butiril-CoA ACETON R IZOPROPANOL VAJSAV BUTANOL PROPANOL
24 NADH visszaoxidálása: más elektronakceptorok Energiaforrás Oxidáns Respiráció Példa (redukáló=oxi- (terminális elekt- termékei dálódó vegyület) ron akceptor) *H 2 SO 2-4 H 2 O+S 2- Desulfovibrio *Szerves ve- NO 3- N 2 +CO 2 Denitrifikáló baktérium gyület S 2- + NO 3 - N 2 +elemi S Thiomargarita
25 BIOSZINTÉZIS Primer anyagcsere TROPOFÁZIS kiegyensúlyozott növekedés balanced growth Szekunder anyagcsere IDIOFÁZIS kiegyensúlyozatlan növ, fenntartás: folyik a primer anyagcsere részben: m á s f e l é
26 Ac-CoA Citrát, Itakonát Szekunder a.csere termékek Acetil-koenzim-A-ból x3 Mevalonsav(C6) Zsírsavak (olajok, zsírok) PHB Poliketidek CO 2 Izoprén egységek (C5) C 10 x2 Kinonok terpének C 15 C 20 szteroidok giberellinek karotinoidok
27 1.fázis Fermentációs tápoldatok POLISZAHARIDOK FEHÉRJÉK ZSÍROK AROMÁSOK Hexózok AS glicerin+zsírsav glükóz BIM S-HIDRO LÍZIS 2.fázis PYR AcCoA aketoglu- TÁRSAV OXÁL ECETSAV BOROSTYÁN KŐSAV ALAP METABOL. ÁTALAKULÁS 3.fázis TCA OXIDATÍV FOSZFORILEZÉS ENERGIA
28 Fermentációs tápoldatok BIM Ipari táptalajok
29 3) REAKTOROK
30 3) REAKTOROK BIM-BSc 2009
31 3A FERMENTÁCIÓ KINETIKA -> 6) Model A mikroba szaporodás alapösszefüggései BIM-BSc =X 0 *2 0 2=X 0 *2 1 n=1 4=X 0 *2 2 n=2 8=X 0 *2 3 n=3 16=X 0 *2 4 BINÁRISAN OSZTÓDÓ MIKROORGANIZMUS. n=4 n:a generációk száma X=X 0 2 n
32 x t t A mikroba szaporodás alapösszefüggései x 2 g x 2 0 Generációs idő - doubling time generation time 0 n Sejtszám db/ml N, x BIM SB 2001 Sejttömeg: sz.a. mg/ml, g/l,kg/m 3 dx dt.x MONOD, 1942 μ: fajlagos növekedési sebesség 1 dx h -1 x dt
33 A mikroba szaporodás alapösszefüggései BIM SB 2001 Jacques Monod dx dt.x dn dt. N x x 0 e t N N 0 e t μ és a generációs idő kapcsolata: t g ln2 Ν : fajlagos szaporodási sebesség
34 A mikroba szaporodás alapösszefüggései BIM SB 2001 x EXPONEN- CIÁLIS FÁZIS LAG SZAKASZ GYORSULÓ NÖVEKE- DÉSI SZAKASZ HANYATLÓ FÁZIS x 0 t
35 Élő sejtszám hany lg x exp L Gy stac exp pusztulási idő idő
36 t x A mikroba szaporodás alapösszefüggései x BIM SB 2001 cot ga max x 0 μ t dx dt
37 A mikroba szaporodás alapösszefüggései BIM SB 2001 MI AZ OKA A HANYATLÓ FÁZISNAK? 1. TÁPANYAG LIMITÁCIÓ 2. TOXIKUS METABOLIT TERMÉK(EK) 3. HELYHIÁNY max MONOD- modell max K S S S max 2 KRITIKUS KONCENTRÁCIÓ FOGALMA LIMITÁLÓ SZUBSZTRÁT K S S kritikus S
38 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ A mikrobaszaporodás alapösszefüggései MELYIK S LESZ LIMITÁLÓ S??? BIM SB 2001 max FERM.IDEJE max FERM.IDEJE C-forrás N-forrás K S C S kr C S 0 C K S N S kr N S 0 N max FERM.IDEJE max FERM.IDEJE O 2 VITAMIN-forrás K SO S kr O S O 0 K V S LIMITÁLÓ SZUBSZTRÁT FOGALMA S kr V S 0 V
39 HOZAM: dx ds -Y A mikrobaszaporodás alapösszefüggései L I M I T Á L Ó S Z U B S Z T R Á T R A x /s x S 1 dx x dt 1 ds x dt dx ds i K I T E R J E S Z T É S -Y x /s i vagy BIM SB Y i MINDÍG IGAZ: r x dx dt x Exponenciális és Hanyatló fázisban: r r x S dx dt ds dt - K 1 Y S S S x /S x K S S S x megoldható diffegy.rendszer MONOD-modell egyenletei
40 MONOD modell-család BIM interaktív vagy multiplikatív leírás: additív leírás μ x μ xmax Több limitáló szubsztrát w j (w n 1 K i1 S K j j K S i i μ μ x x μ μ S1 S s1 1 xmax xmax w n K i1 2 S1 S s1 K K 1 Si S si K i S2 S s2 súlyfüggvények 2 S2 S s2 2 w K nem interaktív leírás μ μs vagy μ = μs vagy... μ = μ n K 1 2 Sn sn Sn S sn S S n n )
41 MONOD modell-család Monod-modell javításai BIM Teissier egyenlet - - KS x max 1 e Moser egyenlet -n x max max 1 K S K s S n S n x s -1 Contois egyenlet x max S K x S sx max SZUBSZTRÁT INHIBÍCIÓ r x dx dt as S x max 2 S K i K S x S
42 Primer acs. termék MONOD modell-család GAEDEN-féle termékképződési típusok BIM Szekunder acs. termék x x x P P P Növekedéshez kötött Vegyes típus Növekedéshez nem kötött μ x μ x μ x μ P μ P μ P
43 MONOD modell-család TERMÉKKÉPZŐDÉS KINETIKAI LEÍRÁSA BIM P LUEDEKING PIRET MODELL r P 1 x dp dx a x dt dt dp P a x dt III. I II. tga I: a0 és = 0 növekedéshez kötött termékképzõdés II: a = 0 és 0 növekedéshez nem kötött termékképzõdés III: a0 és 0 vegyes típusú fermentáció. X
44 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései C-forrás és hasznosulás BIM SB 2001 Mire forditódik a C-forrás? beépülés energiatermelés S S S S x S x C c S x E E Eredő hozam 1 Y x/s 1 Y C 1 Y E szénhozam energiahozam
45 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Irjunk fel egy anyagmérleget a beépülő szénre BIM SB 2001 Sejttömeg C-tartalma 0,46-0,5 50% a2x x S c = Y a1sc C a a 1 2 Szubsztrát C-tartalma Glükóz:0,4 Y E 1 Y 1-1 Y C YYC Y - Y C Y E a1 Y. a2 a1 - Y a 2 a 1 Y. a1 - Y. a 2
46 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései S S S c E BIM SB 2001? NÖVEKEDÉS FENNTARTÁS -maintenance SEJTMOZGÁS OZMOTIKUS MUNKA RENDEZETTSÉG FENNTARTÁSA II.főtétel reszintézis Y E x S S x S E g m
47 A mikrobaszaporodás alapösszefüggései BIM SB m Fajlagos maintenance Koefficiens Y Y E EG g/gh =h -1 Eredő hozamra: m 1 Y x/ s 1 1 Y Y c EG m Y Y Y 1 x/ s c EG S Y x /s 1 Y C S 1 Y EG m m 1 1 Y Y c μ EG
48 MONOD modell-család BIM EREDETILEG ÁLLANDÓ Y hozamkonstans, de m Y Y Y x/ s C EG x ds dt S x dx dt i S P i dp dt i 1 Y P/S P i i S -
49 ATP-hozam A mikrobaszaporodás alapösszefüggései Y ATP g/mol x ATP Y Y x/ s ATP/ s g/mol mol/mol BIM SB 2001 Y x/ s M( s) Yx / s 10,5 g/mol (8,3-32) P P/O hányados mol/gatom O Oxidatív foszforilezés hatékonysága: 3/1=3 NADH + H + + 1/2O ADP + 3 H 3 PO 4 NAD ATP + 4 H 2 O Y p s P S Y p x P x
50 Y H Y kcal A mikrobaszaporodás alapösszefüggései - H x x. x H S. S x Q BIM SB 2001 HŐ(TERMELÉSI)HOZAM SEJTTÖMEG ÉGÉSHŐ SZUBSZTR.ÉGÉSHŐ METABOLIKUS HŐTERMELÉS Ha van termék. RQ respirációs hányados CO O 2 2 dco dt do2 dt 2 q q CO O 2 2 RQ max <>beépülés
51 ATP 1 Y ATP ATP ATP 1 Y max ATP g m ATP m m Y Y Y x/ s c EG Y m μ O beép max O YO YOG 1 Y 1 beép P Y P Y m ( μ 1 1 N beép N YN )
52 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM Harrison ipari pékélesztő fermentáió: (nagy mennyiség->átlag, melasz) Harrison, Minkevich Eroshin Herbert 0,585 C 12 H 22 O 11 +3,15 O 2 +0,61 NH minor Tt. komponensek 100 g élesztő szárazanyag 44,7 g C 6,16 g H 31,2 g 0 8,54 g N 0,54 g S 1,09 g P
53 Herbert: FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA mólnyi mikrobatömeg definíciója: C a H b O c... (hamu) a=c%/12, b= H%/1, c =O%/16, d=n%/14, stb. BIM Harrison élesztőjének képlete ennek alapján: C 3,72 H 6,11 O 1,95 N 0,61 S 0,017 P 0,035 (+hamu) C-mol formula (Herbert) CH 6,11O 1,95N 0,61...vagyis CH1,64O0,52N 0, ,72 3,72 3,72 Mw=? 1 C-molnyi az a mikrobatömeg, amely 1 g-atomnyi (=12,01 g ) C-t tartalmaz. a 2 =~50%
54 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM C a H b O c... (hamu) C H b/a O c/a... ELŐNYÖK: -a mikrobák C-tartalma a legnagyobb (50%) és a leginkább független a tenyésztési körülményektõl, emiatt - b, c, d változásai csak kismértékben változtatják meg a C-mol képletet, - C-mérleg a legfontosabb. CH p O n N q..(hamu) VALÓDI MÓLTÖMEG: 12 p 16n 14q 1- R ahol: R a hamutartalom (~5%)
55 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA Általános szöhiometriai leírás BIM AEROB + 1 TERMÉK +CO legegyszerűbb eset CH m O l + a NH 3 + b O 2 y c CH p O n N q + z CH r O s N t + d CO 2 + c H 2 O C 6 H 12 O 6 v. ammónia Ekv. CH 2 O C 2 H 5 OH CH 3 O 0,5 CH 3 OH CH 4 O 14 paraméter 8 Ismert (m, l, p, n, q, r, s, t)
56 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM CH m O l + a NH 3 + b O 2 y c CH p O n N q + z CH r O s N t + d CO 2 + c H 2 O C-mérleg: H-mérleg: O-mérleg: 1 = y c + z + d % hatásfokok m + 3a = y c p + zr + 2c l + 2b = y c n + zs + c + 2d N-mérleg: a = y c q + zt 14 paraméter 8 ismert 4 egyenlet 2 szükséges mérés : S, x, O 2, CO 2, P, N...
57 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM még egy egyenlet!!! elektron egyenérték oxidációs fok available electron equivalent C: +4 CO O: = 0 NH N: = 0 H 2 O = 0 H: +1 CH m O l A C-energiaforrás elektron egyenértéke: s = 4 + m -2l (Jav.) A sejttömeg elektron-egyenértéke A termék elektron-egyenértéke CH p O n N q x = 4 + p -2n - 3q CH r O s N t p = 4 + r - 2s - 3t
58 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM Szubsztrátra az égetési egyenlet: CH m O l + (4 valamennyi + m -2l)/4 O 2 CO 2 + m/2 H 2 O CH p O n N q + 1/4 x O 2 = CO 2 + 1/2(p - 3q) H 2 O + q NH 3 Tehát az elektron egyenérték (pl.: x ): egy C-mólnyi (szénforrás ) elégetéséhez szükséges oxigén mólok négyszerese
59 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM Harrison élesztője: CH 1,64 O 0,52 N 0,164 γ X =4+1,64-1,04-0,492=4,1 Candida utilis CH 1,82 O 0,47 N 0,17 γ X =4+1,82-0,94-0,51=4,37 Átlag baci CH 1,58 O 0,283 N 0,195 γ X =4+1,58-0,566-0,585=4,42 x értéke jó közelítéssel gyakorlatilag állandó, mikrobától és tenyésztési körülményektõl függetlenül 4,2±2 %
60 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA ELEKTRON MÉRLEG EGYENLET: BIM s + b(-4) = y c x + z p 4b s + y c s x + z s p =1 1 A szubsztrátban levő hozzáférhető elektronok 4b/ s = -od része az oxigénre, y c x / s =-ad része az új sejttömegre és z p s =-ed része a termék(ek)-re tevődik át a fermentáció során. Az, és hatásfok jellegű mennyiségek, az elektronok megoszlására utalnak. xi +4b; /s 14 paraméter 8 ismert 4+1 egyenlet Energiát képviseli k, S- >Term.ox
61 , s s FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA Különbözõ szerves vegyületek moláris égéshője közel arányos azzal az oxigén mennyiséggel, amely az adott vegyület elégetéséhez szükséges. Az átlagérték (becslés) bármely szerves anyagra: Q 0 =112,6 KJ/gekvivalens, HŐMÉRLEG 0, Ox Q y Q z 0, X c x 0, P p Q Q b BIM (ld. Köv. tábl.) 1 g-ekvivalens elektronnak oxigén által történő felvétele (az égés folyamata) során Sejt égéshő ennyi hő szabadul fel. HŐMÉRLEG EGYENLET Q 0,S =Q 0,x =Q 0,x =Q 0,p =Q 0 ε + η + ξ =1 termék égéshő Szubsztrát égéshő =entalpia mérleg Aerob Metabolikus hőtermelés x x Anaerob: YH Ykcal
62 Kísérletes bizonyíték: légzés ~hőterm. HŐTERMELÉS kj/dm 3.h 50 E.coli glükózon C.intermedia melaszon B. subtilis glükózon kj/mmol metabolikus hőekvivalens= hőtermelés O LÉGZÉSI SEBESSÉG mmol/dm 3. h
63 SEJTHOZAM FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA C-mol hozam HOZAMOK g - atom képzõdött sejt szén y C g - atom fogyott szubsztrát szén BIM Mw x Y X/S g sejt g szubsztrát y c 12 p 16n 14q R 12 m 16 l Vagy egyszerűbben: Mw S Y X /S y c 12 a 2 a1 12 y c a a 1 2
64 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA BIM termék z g atom képzõdött termék szén g atom fogyott szubsztrát szén g termék z 12 r 16s 14t P / g szubsztrát 12 m 16l Y S
65 Y O OXIGÉN FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA Y O c y 12 p 16n 14q c 1- R y c b 1 32b v. Y O y c a b BIM g/g Ox Y O yc12 a 2 32 s - 4 y c x - z p 1 b - y - z 4 s c x p Elektron egyenértékbő Y O 3 2a 2 x s y - z x c p - y c Ha nincs termék képzés v. <5%: ~termék, elhanyagolható
66 Y O FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA 3 2α γ x 4,2 és a 2 0,46-0,5 állandók 2 x γ s y - zγ γ x c p - y c Lehet zéró Y O Y O 0, a 2 x η - s x y y c - y c γ γ c X S Nem lehet 0 v. negatív γ γ S X y η Mikrobára vonatkozó entalpiahozam c BIM η0,7 általában 0,7 0,777. 1,8 0,3 Ennél nem valószínű nagyobb oxigén hozam!!! A S-hő legalább 30%-a metabolikus hő () formájában elvész
67 metán glükóz metanol Y O 4 FERMENTÁCIÓK SZTÖCHIOMETRIAI LEÍRÁSA S Y O 3 2a 2 x s x y c - y c BIM2 Y O monoton nõ Y X/S növekedésével kis C-hozamoknál közel lineáris a kapcsolat minél kisebb S (a szubsztrát elektron-egyenértéke, redukciós foka), vagyis minél nagyobb az oxigéntartalma, annál meredekebben függ Y O az Y X/S -tõl 2 Valóságba n: létezik a C hozamnak elméleti el nem érhetõ maximuma. A szokásos Y X/S hozamra ez a tartomány 0 Y X/S sa a x 1 2, ha s x 1 és 0 Y ha y C tart S / X értékhez, akkor Y O tart a végtelenhez, aminek szemléletes jelentése az, hogy sejttermeléshez egyre kevesebb oxigén szükséges X/S a a 1 2 ha s x Y x/s Lineáris termodinamikailag lehetséges (gyakorlatilag el nem érhetõ) maximális C-hozam.
68 3B) Fermentációs technikák 1. Szakaszos (Batch) 2. Folytonos (Chemostat) 3. Félfolytonos (Semi conti v. repeated batch) 4. Rátáplálásos (Fed batch) 5. Sejtvisszatartásos (Cell recycle)
69 Ideális(=Tökéletes) 2. FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB f P 1 P 2 S F (=S 0 ) S o S,X f 2002 S,X V Friss tápoldat CSTR leerjedt fermentlé sejttömeg: i-edik szubsztrát: P- szivattyú V dx dt V dx - f. x dt dsi V dt fs növekedés i, F - fs i - V Y x / S i dx dt növekedés f V D Higítási sebesség
70 2. FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB 2002 f m3 /h D V m 3 h -1 Higítási sebesség Dilution rate Ráta, arány 1 t D h Átlagos tartózkodási idő Mean residence time
71 dx dt Állandósult állapotban D FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ Egy limitáló szubsztrát esetében ( ha a MONOD modell érvényes): x - Dx - Dx max ds dt max K D S S F - S x - Y dx dt 0 K S ds dt S D illetve S = S - D max S K S - D x S = 0 Az állandósult állapot Szükséges és elégséges feltétele μ=d KEMOSZTÁT BIM SB 2002 x D S F - S Y x Y K D S S F - S Y SF - max - D
72 Herbert et al (1956): 2. FOLYTONOS FERMENTÁCIÓ BIM SB S, x, J S, x t g x x 3 x 2 x 1 J=D.x S 0 S F3 S F2 S F S D S0 D kritikus max S K 0 S max D a kemosztát rendszer mindig szubsztrát limitben mûködik KORLÁTOZOTTAN KIEGYENSÚLYOZOTT NÖVEKEDÉS (a hanyatló fázisnak felel meg!!!)
73 EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK 3. Félfolytonos fermentáció lnxx x max BIM SB 2002 t max x max x mine vagy ln x t x min D av a a t V t x ln x 1 max max min x min t t Félfolytonos r. produktivitása α.v térfogatot fejtünk le J D. x a x ln x max max min x max 3-5 ciklus, l.glükonsavfermentáció
74 EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK 3b. Turbidosztát elvű folytonos fermentáció BIM SB 2002
75 EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK BIM SB 2002 x Ln(x) x max t x min dx dt x t x max - x t min Átlaggal oszt = max IS LEHET!!! t 1 dx 1 x 2 x dt x t x x max min x max - x t min
76 EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK BIM SB 2002 FELHASZNÁLÁSA: KUTATÁS, OPTIMÁLÁS x S 1 S 2 S 3 t 1 t 2 t 3 t
77 EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK 4. Rátáplálásos (fed batch) szakaszos fermentáció A hanyatló fázis meghosszabbításaként értelmezhetjük a fed batch technikát, állandó, változó vagy periódikus módon friss tápanyago(ka)t adagolunk a rendszerbe, elvétel nincs. *alacsony állandó szintű S koncentráció (élesztőfermentáció, glükóz represszió, Crabtree effektus), *magas állandó S koncentráció (citromsav fermentáció) *prekurzor folyamatos adagolása (penicillin: fenilecetsav, triptofán:indol) ph szabályozás!! Változó térfogat, f(t): állandó, idõfüggő, folytonos, periódikus
78 dv dt EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK f t VÁLTOZÓK D t f t V t BIM SB 2002 dx dt dx dt 1 V V x - 1. V D V. x - D x ds dt x X V Tört fg. Deriv. Kvázi állandósult állapot 1 S Sbe - SD - Y K S x max S μ=d V dx - X dv dt dt 2 V S dx dt d Vx dt DK max 1 V S dx dt D x Y S - S be V Vx D.X
79 Állandó betáppal: EGYÉB TENYÉSZTÉSI TECHNIKÁK dv dt V t 0 V 0 f dv f dt V V ft 0 BIM SB 2002 A teljes sejttömeg lineárisan nő X Vx V x f x t x fys t 0 0 be d dt dd dt d V fb f f t dt - t fb 1-2 t V fb 0,5-0,6 V total V vége 0,7-0,85 V total
80 4A) Az oxigén szerepe, légzés, levegőztetés Az oxigén is lehet limitáló szubsztrát A mikrobák oxigénigényét két módon lehet megadni: 1. légzési sebesség = Q Q max = max /Y O dc dt mmol O 2 / dm 3.h, kg O 2 / m 3.h Q Q max 2. fajlagos légzési sebesség elsőrendű kinetika nulladrendű kinetika Az oxigén Q dc 1 x dt h -1 nem limitál Q Q c max K O 2 K O2 C kr C KRITIKUS OXIGÉN KONCENTRÁCIÓ 0,1-1 mg/dm 3
81 levegőztetés2 A levegőztetés technikai megvalósítása BIM KEVERÕMÛ LEVEGŐELOSZTÓ levegőztetett kevert/levegőztetett
82 Oxigén átadás buborékból levegőztetés2 BIM A gázbuborék főtömegéből diffúzió a gáz/folyadék határfelületre. 1/k g ellenállás k l g k g "vezetõképesség (anyagátadási tényező) C 2.diffúzió a l vastagságú O a gázbuborékot burkoló 2 stagnáló folyadékfilmen át. k g Ellenállása 1/k l, vezetőképessége k l l anyagátadási együttható. 3. Folyadék fõtömege szintén ellenállást képvisel. Konvekció, de... 4.Mikrobákat körülvevő folyadékfilm. Oxigén felvétel mechanizmusa, egy folyadék filmen keresztül történő diffúzióval kezdõdik, majd 5. folytatódik a mikroba vagy mikrobatömeg (flokkulum) vagy mikroba telep (pellet) belsejébe történő diffúzív oxigén transzporttal. 6. Ellenállásként tekinthetjük az oxigén hasznosulás "reakció ellenállását" is: a mikroba légzése is idõben bizonyos sebességgel jellemezhetõ folyamat. mikroba flokkulum gomba pellet egyedi sejt
83 dc dt K a C - L * C K L - az eredő folyadékoldali tömegátadási tényező cm.s -1 a - térfogategységre jutó anyagátadási felület cm 2.cm -3 = cm -1 K L a - eredő folyadékoldali (térfogati)oxigénabszorpciós együtthatós -1 ( h -1 ). C* - telítési oxigén koncentráció (mg/dm 3 ) C - az aktuális oldott oxigén koncentráció (mg/dm 3 ) C 0 C dc * - d ln(c - C) K * La. dt C - C 0 t 0 C C * dc dt K L a.c * C C * 1- e -K L a. t t t
84 OLDÓDÁSI SEBESSÉG FOGYASZTÁSI SEBESSÉG BIM mindíg dc dt dc dt K a C - C - xq L 0 és KLa C - C xq * * egyensúlyi C 100% 100% C * C * min óra
85 dc dt levegőztetés2 K a C - C - xq L * BIM Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C*? Mitől függ és hogyan a K L? Mitől függ és hogyan az a? Mitől függ és hogyan a K l a?
86 A telítési oxigén koncentráció függése a tenyésztési körülményektõl 1. PARCIÁLIS NYOMÁS - Henry törvény : C * 1 H p O2 2. HŐMÉRSÉKLET : Cl-Cl d lnh 1 d T G R lg * Cl-Cl egyenlet közelítő megoldása 3. TÁPOLDAT ÖSSZETÉTELÉTŐL VALÓ FÜGGÉS C 0 2 C H I * i i Ii 0, 5c izi lg * C C i * o szerv C * kc A B t szerv
87 MIVEL NÖVELHETŐ levegőztetés2 C* ÉRTÉKE? BIM ÖSSZNYOMÁS p O 2 GÁZÖSSZETÉTEL TISZTA OXIGÉN HŐMÉRSÉKLET TÁPOLDATÖSSZETÉTEL
88 MIVEL NÖVELHETŐ k l ÉRTÉKE? KEVERÕMÛ BIM Nem kevert reaktorok Kevert reaktorok LEVEGÕELOSZTÓ d b 0 z dc dt -D O 2 C z z0 Fick-törvény a diffúzióra dc/dt= k L (C*- C). Oxigén fluxus (egységnyi felületre jutó aátad seb.)
89 dc dt MIVEL NÖVELHETŐ C -DO 2 z z0 k l ÉRTÉKE? dc/dt= k L (C*- C). BIM megoldhatatlan diff. Egy. Megoldás közelítéséhez dimenziómentes forma: dimenziómentes tömegátadási koefficiens Sherwood-szám Sh kl - D * O2 C kldb 1 C - D - C z O 2 C 1 - C 1 z0 C Sh = g(sc,gr) C z C C * és z = z Megoldás alakja: d b z0 d b buborék átmérő f z, Sh, Sc, Gr
90 Definíció, értelmezés Általános Oxigénátadáshoz REYNOLDS-SZÁM PECLET-SZÁM (=Bs) SCHMIDT-SZÁM FROUDE-SZÁM MIVEL NÖVELHETŐ Re Pe Sc Fr tehetetlenségi erõk belsõ súrlódási (viszkózus) erõk konvektív komponenesáram konduktív komponensáram momentum diffuzivitás tömeg diffuzivitás centrifugális erõ gravitációs erõ k l ÉRTÉKE? összefüggés dv dv D D 2 v gl használt alak BIM d b v b l l dbv b D l O 2 l D O2 GRASHOF-SZÁM (Archimédesz-szám) SHERWOOD-SZÁM (dimenziómentes anyagátadási tényezõ) Gr Sh felhajtóerõ belsõ súrlódási erõ buborékátmérõ filmátmérõ 3 d g kd D 3 d g - l l g 2 2 l b k l d D b O 2
91 2. CALDERBANK és MOO-YOUNG A legtöbb laboratóriumi és ipari levegőztetett reaktorban a buborékok csoportokban, fürtökben mozognak fel vagy/és le, a buborékok egymással is kölcsönhatásban vannak (hatnak egymás mozgására. ((egyenként, egymástól függetlenül felszálló buborékok esete a valóságban ritka)) Sh MIVEL NÖVELHETŐ kld D d b 2,5 mm O 2 b , 31Gr 3Sc Sh hidrofil anyagok kicsiny kyukak (szinterezett, buborékkolonnák) k l ÉRTÉKE? d b >2,5 mm k Ld D O 2 b tiszta víz szitatányér 1 0, 42Gr 3Sc 1 2 BIM Mi a minőségi különbség a kis és nagy buborékok között?
92 MIVEL NÖVELHETŐ a ÉRTÉKE? BIM GÁZVISSZATARTÁS= Hold up = GÁZTÉRFOGAT ÖSSZTÉRFOGAT a H 6 0 db Nagyobb felület, ha keverjük Hosszabb út ha keverjük
93 MIVEL NÖVELHETŐ a ÉRTÉKE? BIM A keverés szerepe, funkciói: -energiabevitel a folyadékba MOZGATÁS HŐ P/V K L a -a levegőztető gáz diszpergálása a folyadékban -a gáz- és folyadékfázis elválasztása BUBORÉKKÉPZÉS, ANYAGÁTADÁS FORDÍTOTT A.ÁTADÁS CO 2 -a fermentlé oldott és nem oldott komponenseinek jó elkeverése ÁLTALÁNOS KEVEREDÉSI FUNKCIÓ szubsztrátok, termékek...
94 LEVEGŐZTETÉS 3 BIM2 2002
95 LEVEGŐZTETÉS 3 BIM2 2002
96 4B) KEVERÉS BIM állandó geometriájú bioreaktorra 5 m P AD N 3 Re Fr i n teljesítményszám (Ne=Newton-szám vagy Eu=Euler-szám) : N P P A Re D N 5 i 3 m Fr n
97 KEVERÉS LEVEGŐZTETÉSSEL P csökken BIM Na látszólagos felületi(lineáris) légsebesség keverő ker ületi sebessége 3 F m / s 2 Di 2 m 4 ND m / s i F ND 3 i Jó g/f diszperzió rossz g/f diszperzió Pg f ( Na ) P 0,25-0,4 P g /P flooding elárasztás LEVEGÕZTETÉSI SZÁM*10 2 Q/ND i 3
98 4B) KEVERÉS BIM K a L P g V 0, 4 v 0, 4 0, 5 s N labor fermentorokra K a L P g V a 0, 5 s v N általánosan a mérettől függő állandók, 0,3 0,95 0,5067
99 5) MÉRÉS SZABÁLYZÁS 1) Online DO, ph, T C, rpm, Base, Acid, Antifoam 2) Offline X,S,P,
100 2A) STERILEZÉS Csíramentesítés, pusztítás ill növ. gátlás módszerei : Fizikai mechanikai módszerek: szűrés, elektromágneses besugárzás: UV, röntgen, gammasugár hőhatás. Kémiai módszerek: dezinficiálás Mikrobák hőpusztulásának törvényszerűségei
101 BIM SB 2008 STERILEZÉS - a hőérzékenység függ a mikroba fajtájától - vegetatív sejtek sokkal érzékenyebbek a hőhatásra, mint a kondenzált létformájú"(csökkent szabad víztartalmú) baktériumspórák -a hőérzékenység még adott spéciesz esetén is több tényezőtől függ: a sejt előéletétől, korától (így az exponenciális növekedési fázis sejtjei érzékenyebbek a stacionárius fázis sejtjeinél) -valamennyi sejt szenzitívebb nedves hővel szemben, mint száraz hővel szemben -a hőérzékenység (a hőpusztulás) nő a hőmérséklet emelkedésével, -a hőérzékénység függ a mikrobasejtet hordozó közegtől tápoldat ph-jától, viszkozitásától, ozmózis nyomásától, védőanyagok jelénlététől, edény falától
102 BIM SB 2008 STERILEZÉS HŐPUSZTULÁS KINETIKÁJA ÁLLANDÓ HŐMÉRSÉKLETEN dn dt -kn N élő csíraszám [db/cm 3 k hõpusztulási sebességi állandó [min -1. ln N N 0 -kt N dn N t = dlnn kdt N N - N N N e-kt 0
103 N o N (N/N o ) 1 MÓDSZER k meghatározására a tga=k t t
104 BIM SB 2008 STERILEZÉS MITŐL FÜGG k? Mikroba...fajta és forma Közeg hőmérséklet
105 BIM SB 2008 STERILEZÉS A hőpusztulás valószínűségi értelmezése Kinetikai leírás ha N o 1 JÓ! Ha nem, egyre rosszabb!!! EZ IS sztohasztikus folyamat, Definíció: egy csíra élettartama alatt azt az adott hőfokon értelmezett időtartamot értjük, amely alatt a csíra még életben marad. populáció átlagélettartama N 0 élő csírák kezdeti száma N i a t i élettartamú csírák száma - t 1 N 0 N i t i i1 Life span Átlagos hőpusztulási sebességi állandó 1 t k
106 BIM SB 2008 STERILEZÉS Ha a hőmérséklet mindenütt azonos, növekedés nincs, az egyes csírák sorsa független a többi csíráétól. annak valsége, hogy adott t időpontban a túlélők száma éppen N (ahol N= 0,1,2,...No), binomális eloszlást követ: P t n N N pt 1 pt 0 N N N pt e -kt annak a valsége, hogy egy csíra az adott t idõpontban még túlélő P N t N! N N!N! e N 0 kt 1 e N -N - -kt
107 BIM SB 2008 P N t N! N N!N! e N 0 kt 1 e N -N - -kt STERILEZÉS 0 Mi annak a valsége, hogy valamennyi mikrobasejt elpusztult egy t időpontban? kt P t 1- e - < 1 0 Mindíg 0-nál nagyobb annak a valószínűsége, hogy legalább egy túlélő csíra marad: N 0 kt P t 1 1 e > 0 0 N 0 Sterilezésnél N 0 >>1 1- P 0 t 1- e -N amelyben N = N 0 e -kt. 1- e -N - kt 0e - N 0 e e -x ~ 1-x+...sorfejtés szerint kt
108 BIM SB 2008 STERILEZÉS Mit jelent tehát a sterilezés biztonsága? Pl.: 99,9% P 0 (t)=0,999 1-P0(t)=0,001=10-3 Annak valsége, hogy a sterilezés nem sikerült, azaz maradt (legalább 1 túlélő:10-3 ) Annak valsége, hogy a sterilezés sikerült, azaz nem maradt 1 túlélő sem :0,999 Minden ezredik sterilezésnél megengedett egy sikertelen sterilezés Valószínűleg ezer sterilezésből egy nem sikerül Sterilezés után a rendszerben maradt élő csírák száma (db)
109 BIM SB 2008 Hőpenetrációs görbe STERILEZÉS Összemérhető szakaszok! o C o C fermentáció hõmérséklete t 1 t 2 t v MÉRETFÜGGŐ
110 BIM SB 2008 STERILEZÉS hőpusztulás a fűtés alatt: ln N 0 N 1 t 1 kdt 0 fûtés hőpusztulás a hőntartás alatt: ln N 1 k N tartás. t 2 - t 1 tartás 2 hőpusztulás a hűtési szakasz alatt: ln N 2 Nv tv t 2 kdt hûtés fûtés tartás hûtés ln N N 0 v ln N N N ln N ln N N N N N N 1 2 v 1 2 ln N N 2 v Például: 0,20 0,75 0,05
111 BIM SB 2008 STERILEZÉS Fermentációs tápoldatok folytonos sterilezése Fermentor méret határ Kihasználtság: (kg termék/fermentor m 3.év). Folytonos művelet előnyei: -nagyobb hőmérsékleten ( o C) végezhető -a rövidebb idejű sterilezés -sterilezés biztonsága nő, egyenletes: st-st-ben működik -kisebb a tápoldat komponensek hőbomlása -nem kell keverni a st. alatt (nem lev. kev telj. nagyobb) -fehérjéket, cukrokat külön lehet sterilezni és keverőtartályban egyesíteni -a folytonos folyamat reprodukálható, -egyforma minőségű steril tápoldatot szolgáltat ez növeli a fermentációs hozamot, -a folytonos sterilező berendezések, a művelet könnyen szabályozható, automatizálható.
112 BIM SB 2008 STERILEZÉS LEMEZES HŐCSERÉLŐS steril tápoldat elõhûtés gõz tartási szakasz hûtés felfûtés o C elõmelegités tápoldat 2-3 min 20s 20s idõ
113 csőcsatlakozások összeszerelt lemezes hőcserélő lemezek zárólemez
114 BIM SB 2008 STERILEZÉS SPIRÁLHŐCSERÉLŐ
115 Különböző spirális hőcsrélők BE ki KI Spirális hőcserélő modellje és a szétszerelt modell
116 BIM SB 2008 STERILEZÉS
117 BIM SB 2008 STERILEZÉS FORRÓ PONTOK ALSÓMEGHAJTÁS KEVERŐ TENGELY TÖMÍTÉS ELEKTRÓDOK
118 BIM SB 2008 FORRÓ PONTOK FELSŐMEGHAJTÁS LEVEGŐSZŰRŐ STERILEZÉS KEVERŐ TENG. TÖMÍTÉS LEVEGŐ EL SAV,LÚG,HBG INOKULUM AEROSOL MINTAVEVŐ ÜRÍTÉS
119 SB A gőzsterilezés alapjai jól ismertek, de egy aktuális, jól működő rendszert 2008 megtervezni mégis nagy kihívás 30 év, W.D.Wise (Eli Lilly), ChemicalProcessing.com Mit tegyünk? -légtelenítés (telített gőz!), a levegő higítja a gőzt, légzsákok pre-vákuum ciklusok:csövekből, porózus alkatrészekből, vattadugó, géz BIM -minden alacsonyan lévő ponthoz kondenzedény, v. k-lefúvató. csövek a legalacsonyabb pont felé lejtsenek, hőmérők az alacsony pontokra -A túlnyomás nem elég: ha lyuk van pl. steril levegővezetékben, be fog fertőződni ( Venturi effektus beszívja a nem st. levegőt) -St után, ellennyomás st.levegővel vákuum elkerülésére (gőz kondenzál vákuum!) --Könnyen tisztítható kivitelek Mit ne tegyünk? -Légzsákok 6D szabály, ma inkább 2,5D a mérvadó -Ne használjunk közös elvezető csöveket -Ne legyen stagnáló felső szakasz
120 gőz lefúvató gőz gőz szűrőház szűrőelem levegő gőz be Steril levegő levegő kondenz kondenzátum
121 LÉPTÉKNÖVELÉS 1) A kisléptékű M(odell) rendszertől a nagyléptékű P(rodukciós, termelő) rendszer kialakításáig vezető folyamat a léptéknövelés (scale up). 2) DE: termelő méretek tényleges növekedése! Nagy léptékben történő kísérletezés nagy gazdasági kockázata. léptékcsökkentés (scale down) P működését szimuláljuk M rendszerben BIM Fenntartható fejlődés =lépték növelés M P P M
122 LÉPTÉKNÖVELÉS MI A GOND??? BIM HÁROMFÉLE leíró TULAJDONSÁG CSOPORT -termodinamikai viselkedés ( gázok oldhatósága egy adott összetételû tápoldatban) -mikrokinetikai viselkedés: a (mikroba)sejt közvetlen környezetében levő tápanyag- és anyagcsere termékek koncentrációja MÉRETFÜGGETLEN MÉRETFÜGGŐ -transzport jelenségek (hőátadás, anyagátadás, momentum transzport). SEBESSÉGMEGHATÁROZÓ LÉPÉS KONCEPCIÓ Időállandók [1/idő] k 1, k 2, K l a,... =characteristic time
123 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM transzport jelenségek - időállandók KONVEKCIÓ - szállítás t k L v hossz... sebesség... t k L v KONDUKCIÓ vezetés (diffúzió, diszperzió) O 2 - átadás t k 2 L D Diff.áll. t k 2 L D 2???
124 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM SEBESSÉGMEGHATÁROZÓ LÉPÉS KONCEPCIÓ M P Rendszerint folyamat-kinetika függő = a reakciók időállandói a legnagyobbak. REAKCIÓREZSIM = MAKROKINETIK A mikrokinetika Rendszerint folyamat transzport függő = az átadási folyamatok időállandói a legnagyobbak. TRANSZPORT REZSIM + transzport
125 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM BIOLÓGIAI TULAJDONSÁGOK: NÖVEKEDÉS,ADAPTÁCIÓ,MORFOLÓGIA HALÁL, NYÍRÁSÉRZÉKENYSÉG LÉPTÉKNÖVELÉS ELMÉLETI LÉPÉSEI: 1 *KÍSÉRLETEK M RENDSZERBEN SZÉLES KÖRNYEZETI FELTÉTE TARTOMÁNYBAN (S i, C, ph, T, nyírósebesség,...) Labor és pilot plant-ban FUNDAMENTÁLIS *OPTIMUM TARTOMÁNY KIJELÖLÉSE MIKROKINETIKA *KIGÉSZÍTÉS TRANSZPORT EGYENLETEKKEL *MAKROKINETIKAI EGYENLETEK MEGOLDÁSA
126 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM LEGEGYSZERŰBB HIDRODINAMIKAI FELTÉTELEK MELLETT IS MEGOLDHATATLANOK AZ EGYENLETEK -AZ EREDMÉNYEK GYAKRAN ELLENTMONDÁSOSAK 2 SZEMI-FUNDAMENTÁLIS MÓDSZER engedményeket tesznek (pl.: idealizált rsz.) a mérleg egyenletek felírásánál. Egyszerűbb, kezelhetőbb alakokat használnak fel. reaktortechnika ismert modelljei (CSTR, PFR, diszperziós modell, sorbakapcsolt kevert reaktor modell, RTD-függvények stb.)
127 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM Dimenzionál analízis. DIMENZIÓMENTES CSOPORTOK ÁLLANDÓ ÉRTÉKEN TARTÁSA Időállandókat rejtenek 4 TAPASZTALATI SZABÁLYOK (rules of thumb) A 2. és 4. módszerek a léptéknövelés helyes tartományaira (nagyságrend) adnak felvilágosítást. A felsorolt módszerek egyikét sem alkalmazzák kizárólagosan, a "tudományos" módszereket (2,3) általában kombinálják a tapasztalati szabályok felhasználásával.
128 LÉPTÉKNÖVELÉS BIM milyen paramétereket válasszunk léptéknövelési kritériumként (idem-ként)? kötelezők: lényeges környezeti paraméterek ( O C, S, ph...) leggyakrabban idemként választott paraméterek: + K L a - ahol az oxigénátadás szerepe kitűntetett (ez a leggyakoribb). Keverősebesség - nyírásra érzékeny, nem nagy oxigénigényű fermentációknál (pl. állati szövettenyésztés). P/V - az egységnyi térfogatba bevitt keverő energia a jó g/f diszperzióért felelős, ezen keresztül K L a-t határozza meg. Keveredési idő - mind az oxigénellátottságra, mind a makrokinetikára 3 (szubsztrát felvétel, ingrediensekelkeveredése, ND i hőátadás) hatással van. Keverő léforgatási teljesítmény - ( ) - összefügg a keveredési idövel. Re-szám. Ideális: ha mindet idemként Reális:ezt nem lehet, miért?
129 KÉRDÉSEK 1. Írja föl a Monod modell egyenleteit! 2. Hányféle termékképzési folyamatot ír le a Lüdecking Piret model? Melyeket? 3. Soroljon föl 5 tanult bioreaktor alkatrészt! 4. Mi a limitáló szubsztrát? 5. Mire fordítódik a felvett C/E forrás? 6. Mi az a fenntartás? Miért kell figyelembe venni? 7. Mi az a szénmól? Írjon példát is! 8. Mi a különbség a korlátozott és a korlátlanul kiegyensúlyozott növekedés között? 9. Hogy működik a turbidosztat fermentáció? Mire jó? 10. Mit jelent az egyensúlyi oldott oxigén koncentráció? 11. Mi az a C*? Mitől és hogyan függ? 12. Mi az a levegőztetési szám? 13. Mi az a sterilitási kritérium? 14. Rajzoljon föl egy szakaszos hőpenetrációs görbét! 15. Mik azok a forró pontok? Mutasson be 3-at!
OXIGÉNIGÉNY ÉS LEVEG ZTETÉS
CO 2 OXIGÉNIGÉNY ÉS LEVEG ZTETÉS glükóz (6 C-atom) G-6-P F-6-P F-1,6-diP Gliceraldehid-P (3C-atom) PEP Pyr Ac-CoA ATP ADP ATP ADP 1,3-diP-glicerát ADP ATP ATP 3-P-glicerát ADP 2-P-glicerát 2H 2H BIM SB
RészletesebbenA mikrobaszaporodás alapösszefüggései TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA. Fermentációs tápoldatok MIKROORGANIZMUSOK TÁPANYAG IGÉNYE
A mikrobaszaporodás alapösszefüggései BIM SB 2001 TÁPOLDATOK, TÁPTALAJOK HOZAMKIFEJEZÉS ÁLTALÁNOSITÁSA dx ds i = x S = dx dt ds dt µ = µ x S µ = Q x S Y x/s vagy = -Y i i Fermentációs tápoldatok MIKOOGANIZMUSOK
Részletesebben( ) dc dt. Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C*? Mitől függ és hogyan a K L? Mitől függ és hogyan az a?
dc dt levegőztetés * ( ) = K a C C xq L Mitől függ és hogyan a telítési oxigén koncentráció, C*? Mitől függ és hogyan a K L? Mitől függ és hogyan az a? Mitől függ és hogyan a K l a? KEVERÕMÛ Nem kevert
Részletesebben2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK
2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK A biológiai ipar jellemzően mikroorganizmusokat, vagy állati és növényi szervezetek elkülönített sejtjeit szaporítja el, és ezek anyagcseréjét használja fel a kívánt folyamatok
RészletesebbenA szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere
A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere Gilián Zoltán üzemmérnökség vezető FEJÉRVÍZ Zrt. 1 Áttekintő 1. Alapjellemzés (Székesfehérvár
RészletesebbenMikrobiológiai üzemanyagcella alapvető folyamatainak vázlata. Két cellás H-típusú MFC
Mikrobiológiai üzemanyagcella Microbial Fuel Cell - MFC Mikrobiológiai üzemanyagcella alapvető folyamatainak vázlata Elektród anyagok Grafit szövet: Grafit lap: A mikrobiológiai üzemanyagcella (Microbial
RészletesebbenKémiai reakciók sebessége
Kémiai reakciók sebessége reakciósebesség (v) = koncentrációváltozás változáshoz szükséges idő A változás nem egyenletes!!!!!!!!!!!!!!!!!! v= ± dc dt a A + b B cc + dd. Melyik reagens koncentrációváltozását
RészletesebbenM Ű E G Y E T E M 1782
M Ű E G Y E T E M 1782 Gyógyszeripari Mikrobiológia Labor Labor leirat Biotechnológus MSc hallgatóknak Készítette: Dr Németh Áron adjunktus BME-ABÉT, F-Labor -2018-1 Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék...
RészletesebbenCitrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció
Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció A citrátkör jelentősége tápanyagok oxidációjának közös szakasza anyag- és energiaforgalom központja sejtek anyagcseréjében elosztórendszerként működik:
RészletesebbenBevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak
Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 14. hét METABOLIZMUS III. LIPIDEK, ZSÍRSAVAK β-oxidációja Szerkesztette: Jakus Péter Név: Csoport: Dátum: Labor dolgozat kérdések 1.) ATP mennyiségének
Részletesebben2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK. Az ipari jelentőségű mikroorganizmusok típusai. Baktériumok morfológiája. Pécs Miklós: Vebi Biomérnöki műveletek.
2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK A biológiai ipar jellemzően mikroorganizmusokat, vagy állati és növényi szervezetek elkülönített sejtjeit szaporítja el, és ezek anyagcseréjét használja fel a kívánt folyamatok
Részletesebben2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK
2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK A biológiai ipar jellemzően mikroorganizmusokat, vagy állati és növényi szervezetek elkülönített sejtjeit szaporítja el, és ezek anyagcseréjét használja fel a kívánt folyamatok
RészletesebbenEnergiaforrás Oxidáns Respiráció Példa (redukáló=oxi- (terminális elekt- termékei dálódó vegyület) ron akceptor) H 2 O+S 2-
3.4. Fermentációs rendszerek levegoellátása 3.4.. Bevezetés, az oxigén szerepe Sejtbiológiai illetve biokémiai stúdiumok alapján ismert, hogy az élovilág organizmusai az életmuködésükhöz elengedhetetlenül
RészletesebbenSTERILEZÉS ASZEPTIKUSSÁG -- ASEPTICITY
FOGALMAK: STERILITÁS -- STERILITY ASZEPTIKUSSÁG -- ASEPTICITY ELSZIGETELÉS, IZOLÁLÁS -- CONTAINMENT Mikrobák elpusztítása Mikrobák távoltartása a rendszertől aszeptikus működés=steril működés Mikrobák
RészletesebbenÉlesztők morfológiája 2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK. Az ipari jelentőségű mikroorganizmusok típusai. A fonalas gombák morfológiája
2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK Élesztők morfológiája A biológiai ipar jellemzően mikroorganizmusokat, vagy állati és növényi szervezetek elkülönített sejtjeit szaporítja el, és ezek anyagcseréjét használja
RészletesebbenAz ipari jelentőségű mikroorganizmusok típusai 2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK. Baktériumok morfológiája. Élesztők morfológiája
2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK Az ipari jelentőségű mikroorganizmusok típusai A biológiai ipar jellemzően mikroorganizmusokat, vagy állati és növényi szervezetek elkülönített sejtjeit szaporítja el, és
RészletesebbenGlikolízis. Csala Miklós
Glikolízis Csala Miklós Szubsztrát szintű (SZF) és oxidatív foszforiláció (OF) katabolizmus Redukált tápanyag-molekulák Szállító ADP + P i ATP ADP + P i ATP SZF SZF Szállító-H 2 Szállító ATP Szállító-H
RészletesebbenKémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye
Kémiai egyensúlyok CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O v 1 = k 1 [CH 3 COOH].[C 2 H 5 OH] v 2 = k 2 [CH 3 COOC 2 H 5 ]. [H 2 O] Egyensúlyban: v 1 = v 2 azaz k 1 [CH 3 COOH].[C 2 H 5 OH] = k
Részletesebben4. SZERVES SAVAK SZERVES SAVAK. Felhasználása. Citromsav. Termelés. Történet. Pécs Miklós: Biotermék technológia
SZERVES SAVAK Mind prokarióták, mind eukarióták termelnek savakat, nincs különbség. 4. SZERVES SAVAK Anyagcserében: Az aeroboknál: a szénforrások szerves savakon keresztül oxidálódnak. Ha nem megy végig
Részletesebben09. A citromsav ciklus
09. A citromsav ciklus 1 Alternatív nevek: Citromsav ciklus Citrát kör Trikarbonsav ciklus Szent-Györgyi Albert Krebs ciklus Szent-Györgyi Krebs ciklus Hans Adolf Krebs 2 Áttekintés 1 + 8 lépés 0: piruvát
Részletesebben6B. Előadás Élelmiszeripari műveletek mikrobiológiai vonatkozásainak áttekintése
6B. Előadás Élelmiszeripari műveletek mikrobiológiai vonatkozásainak áttekintése Mikrobiológiai vonatkozások Egyensúlyi műveletek Mikroorganizmusok fajtái Mikrobiológiai változások Armillaria_mellea Mikroorganizmus
RészletesebbenReakciókinetika és katalízis
Reakciókinetika és katalízis k 4. előadás: 1/14 Különbségek a gázfázisú és az oldatreakciók között: 1 Reaktáns molekulák által betöltött térfogat az oldatreakciónál jóval nagyobb. Nincs akadálytalan mozgás.
Részletesebben4. FERMENTÁCIÓK LEVEGŐZTETÉSE. A mikrobák oxigénigénye. Az oxigén felhasználása. Pécs Miklós: Vebi Biomérnöki műveletek. 4. előadás: Levegőztetés
4. FERMENTÁIÓK EVEGŐZTETÉSE 1 A mikrobák oxigénigénye Az oxigénigény szempontjából a mikrobákat több csoportba sorolhatjuk: Aerob mikroorganizmusok anyagcseréjükhöz szükségük van oxigénre Anaerob mikroorganizmusok
RészletesebbenAz oxigén mint szubsztrát 4. FERMENTÁCIÓK LEVEGŐZTETÉSE. A mikrobák oxigénigénye. Az oxigén mint szubsztrát. Az oxigén felhasználása
4. előadás: evegőztetés 4. FERMENTÁIÓK EVEGŐZTETÉSE Az oxigén mint szubsztrát Az oxigén a mikroba számára egy szubsztrát, tehát érvényesek rá az ott bevezetett összefüggések. Mikroba fajlagos szaporodási
RészletesebbenA biológiai szennyvíz tisztítás alapjai. Roboz Ágnes Budapesti Corvinus Egyetem PhD hallgató
A biológiai szennyvíz tisztítás alapjai Roboz Ágnes Budapesti Corvinus Egyetem PhD hallgató Először is mik azok a mikroorganizmusok? A mikroorganizmusok vagy mikrobák mikroszkopikus (szabad szemmel nem
RészletesebbenTantárgy tematikája: I. Félév
Képzés: BSc Tantárgy kódja és neve: TBBE0571, TBBE0572 + TBBL0572, Biomérnöki műveletek és folyamatok I-II Kredit: 3, 3+2 Tantárgyfelelős: Dr. Karaffa Levente Oktatók: Dr. Karaffa Levente, Dr. Fekete Erzsébet
Részletesebben4. SZERVES SAVAK. Az ecetsav biológiai előállítása SZERVES SAVAK. Ecetsav baktériumok. Az ecetsav baktériumok osztályozása ECETSAV. 04.
Az ecetsav biológiai előállítása 4. SZERVES SAVAK A bor után legősibb (bio)technológia: a bor megecetesedik borecet keletkezik A folyamat bruttó leírása: C 2 H 5 OH + O 2 CH 3 COOH + H 2 O Az ecetsav baktériumok
RészletesebbenJavítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)
Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor) I. feladat 1. C 2. B. fenolos hidroxilcsoport, éter, tercier amin db. ; 2 db. 4. észter 5. E 6. A tercier amino-nitrogén. 7. Pl. a trimetil-amin reakciója HCl-dal.
RészletesebbenFIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István
Ez egy gázos előadás lesz! ( hőtana) Dr. Seres István Kinetikus gázelmélet gáztörvények Termodinamikai főtételek fft.szie.hu 2 Seres.Istvan@gek.szie.hu Kinetikus gázelmélet Az ideális gáz állapotjelzői:
RészletesebbenKÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997
1. oldal KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ I. A HIDROGÉN, A HIDRIDEK 1s 1, EN=2,1; izotópok:,, deutérium,, trícium. Kétatomos molekula, H 2, apoláris. Szobahőmérsékleten
RészletesebbenGázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája
Gázok 5-1 Gáznyomás 5-2 Egyszerű gáztörvények 5-3 Gáztörvények egyesítése: Tökéletes gáz egyenlet és általánosított gáz egyenlet 5-4 A tökéletes gáz egyenlet alkalmazása 5-5 Gáz halmazállapotú reakciók
RészletesebbenGáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)
Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén) Bagi Zoltán 1, Dr. Kovács Kornél 1,2 1 SZTE Biotechnológiai Tanszék 2 MTA Szegedi Biológiai Központ Megújuló energiaforrások
RészletesebbenA piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós
A piruvát-dehidrogenáz komplex Csala Miklós szénhidrátok fehérjék lipidek glikolízis glukóz aminosavak zsírsavak acil-koa szintetáz e - piruvát acil-koa légz. lánc H + H + H + O 2 ATP szint. piruvát H
RészletesebbenBiofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis
Biofizika szeminárium Diffúzió, ozmózis I. DIFFÚZIÓ ORVOSI BIOFIZIKA tankönyv: III./2 fejezet Részecskék mozgása Brown-mozgás Robert Brown o kísérlet: pollenszuszpenzió mikroszkópos vizsgálata o megfigyelés:
RészletesebbenA METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA
A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA Futó Kinga 2014.10.01. Metabolizmus Metabolizmus = reakciók együttese, melyek a sejtekben lejátszódnak. Energia nyerés szempontjából vannak fototrófok ill. kemotrófok. szervesanyag
RészletesebbenA METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA
A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA Futó Kinga 2013.10.02. Metabolizmus Metabolizmus = reakciók együttese, melyek a sejtekben lejátszódnak. Energia nyerés szempontjából vannak fototrófok ill. kemotrófok. szervesanyag
RészletesebbenKinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53
Kinetika 15-1 A reakciók sebessége 15-2 Reakciósebesség mérése 15-3 A koncentráció hatása: a sebességtörvény 15-4 Nulladrendű reakció 15-5 Elsőrendű reakció 15-6 Másodrendű reakció 15-7 A reakció kinetika
RészletesebbenOrszágos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása
Oktatási Hivatal I. FELADATSOR Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása 1. B 6. E 11. A 16. E 2. A 7. D 12. A 17. C 3. B 8. A 13. A 18. C
Részletesebben1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont
1. feladat Összesen: 15 pont Vizsgálja meg a hidrogén-klorid (vagy vizes oldata) reakciót különböző szervetlen és szerves anyagokkal! Ha nem játszódik le reakció, akkor ezt írja be! protonátmenettel járó
RészletesebbenA citoszolikus NADH mitokondriumba jutása
A citoszolikus NADH mitokondriumba jutása Energiaforrásaink Fototróf: fotoszintetizáló élőlények, szerves vegyületeket állítanak elő napenergia segítségével (a fényenergiát kémiai energiává alakítják át)
RészletesebbenIntegráció. Csala Miklós. Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet
Integráció Csala Miklós Semmelweis Egyetem Orvosi Vegytani, Molekuláris Biológiai és Patobiokémiai Intézet Anyagcsere jóllakott állapotban Táplálékkal felvett anyagok sorsa szénhidrátok fehérjék lipidek
RészletesebbenMűvelettan 3 fejezete
Művelettan 3 fejezete Impulzusátadás Hőátszármaztatás mechanikai műveletek áramlástani műveletek termikus műveletek aprítás, osztályozás ülepítés, szűrés hűtés, sterilizálás, hőcsere Komponensátadás anyagátadási
Részletesebben1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont
1. feladat Összesen: 8 pont 150 gramm vízmentes nátrium-karbonátból 30 dm 3 standard nyomású, és 25 C hőmérsékletű szén-dioxid gáz fejlődött 1800 cm 3 sósav hatására. A) Írja fel a lejátszódó folyamat
RészletesebbenA bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.
Modul cím: MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK BIOKÉMIA BIOENERGETIKA I. 1. kulcsszó cím: Energia A termodinamika első főtétele kimondja, hogy a különböző energiafajták átalakulhatnak egymásba ez az energia megmaradásának
RészletesebbenA hazai szennyvíztisztító kapacitás reális felmérésének problémái
A hazai szennyvíztisztító kapacitás reális felmérésének problémái Kárpáti Árpád Veszprémi Egyetem, 8200 Veszprém, Pf.:158 Összefoglalás A hazai szennyvízgyűjtő és szennyvíztisztító kapacitások reális felmérése
RészletesebbenFizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz
Fizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz A házi feladatok beadhatóak vagy papír alapon (ez a preferált), vagy e-mail formájában is az rkinhazi@gmail.com címre. E-mail esetén ügyeljetek a
RészletesebbenSpontaneitás, entrópia
Spontaneitás, entrópia 6-1 Spontán folyamat 6-2 Entrópia 6-3 Az entrópia kiszámítása 6-4 Spontán folyamat: a termodinamika második főtétele 6-5 Standard szabadentalpia változás, ΔG 6-6 Szabadentalpia változás
RészletesebbenSzennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató
Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató Lehetséges alapanyagok Mezőgazdasági melléktermékek Állattenyésztési
RészletesebbenFelületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik.
Felületi feszültség: cseppfolyós-gáz határfelületen a vonzerő kiegyensúlyozatlan: rugalmas hártyaként viselkedik. Mérése: L huzalkeret folyadékhártya mozgatható huzal F F = L σ két oldala van a hártyának
RészletesebbenAnyagtudomány. Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák)
Anyagtudomány Ötvözetek egyensúlyi diagramjai (állapotábrák) Kétkomponensű fémtani rendszerek fázisai és szövetelemei Folyékony, olvadék fázis Színfém (A, B) Szilárd oldat (α, β) (szubsztitúciós, interstíciós)
Részletesebben3. STERILEZÉS STERILEZÉS
3. STERILEZÉS A mikrobák tenyésztésénél általában arra törekszünk, hogy a berendezésben kizárólag a kiválasztott mikrobatörzs szaporodjon. A környezet, azaz a fermentor, a tápoldat, minden anyag viszont
RészletesebbenKémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása
Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló A feladatok megoldása Az értékelés szempontjai Csak a hibátlan megoldásokért adható a teljes pontszám. Részlegesen jó megoldásokat a részpontok alapján kell pontozni.
RészletesebbenMinta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion
Minta feladatsor A feladatok megoldására 90 perc áll rendelkezésére. A megoldáshoz zsebszámológépet használhat. 1. Adja meg a következő ionok nevét, illetve képletét! (8 pont) Az ion neve.. Szulfátion
RészletesebbenSzabadentalpia nyomásfüggése
Égéselmélet Szabadentalpia nyomásfüggése G( p, T ) G( p Θ, T ) = p p Θ Vdp = p p Θ nrt p dp = nrt ln p p Θ Mi az a tűzoltó autó? A tűz helye a világban Égés, tűz Égés: kémiai jelenség a levegő oxigénjével
RészletesebbenBiológia, biotechnológia Környezetvédelem, szennyvíztisztítás altémakörök
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék Biológia, biotechnológia Környezetvédelem, szennyvíztisztítás altémakörök
RészletesebbenA gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011
A gáz halmazállapot A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 0 Halmazállapotok, állapotjelzők Az anyagi rendszerek a részecskék közötti kölcsönhatásoktól és az állapotjelzőktől függően
RészletesebbenXilit fermentáció Candida boidinii segítségével. Kutatási beszámoló
Xilit fermentáció Candida boidinii segítségével Kutatási beszámoló Dr. Kálmán Gergely A xilit méltán tart számot nagy érdeklődésre sokrétű alkalmazhatóságának köszönhetően kezdve az élelmiszeripartól,
RészletesebbenModellezési esettanulmányok. elosztott paraméterű és hibrid példa
Modellezési esettanulmányok elosztott paraméterű és hibrid példa Hangos Katalin Számítástudomány Alkalmazása Tanszék Veszprémi Egyetem Haladó Folyamatmodellezés és modell analízis PhD kurzus p. 1/38 Tartalom
RészletesebbenA szénhidrátok lebomlása
A disszimiláció Szerk.: Vizkievicz András A disszimiláció, vagy lebontás az autotróf, ill. a heterotróf élőlényekben lényegében azonos módon zajlik. A disszimilációs - katabolikus - folyamatok mindig valamilyen
RészletesebbenGázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája
Gázok 5-1 Gáznyomás 5-2 Egyszerű gáztörvények 5-3 Gáztörvények egyesítése: Tökéletes gázegyenlet és általánosított gázegyenlet 5-4 A tökéletes gázegyenlet alkalmazása 5-5 Gáz reakciók 5-6 Gázkeverékek
RészletesebbenÁltalános kémia vizsgakérdések
Általános kémia vizsgakérdések 1. Mutassa be egy atom felépítését! 2. Mivel magyarázza egy atom semlegességét? 3. Adja meg a rendszám és a tömegszám fogalmát! 4. Mit nevezünk elemnek és vegyületnek? 5.
Részletesebben1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1
1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1 Kérdések. 1. Mit mond ki a termodinamika nulladik főtétele? Azt mondja ki, hogy mindenegyes termodinamikai kölcsönhatáshoz tartozik a TDR-nek egyegy
RészletesebbenTÉMAVEZETŐ TAKÁCS ERZSÉBET BEZSENYI ANIKÓ A GYÓGYSZERMARADVÁNYOK ELTÁVOLÍTÁSNAK LEHETŐSÉGEI A DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN
TÉMAVEZETŐ TAKÁCS ERZSÉBET BEZSENYI ANIKÓ A GYÓGYSZERMARADVÁNYOK ELTÁVOLÍTÁSNAK LEHETŐSÉGEI A DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN ELŐTTE UTÁNA A SZENNYVÍZKEZELÉS I. A SZENNYVÍZKEZELÉS I. A SZENNYVÍZKEZELÉS
RészletesebbenEnergiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP
Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus Az energiaközvetítő molekula: ATP Elektrontranszfer, a fontosabb elektronszállító molekulák NAD: nikotinamid adenin-dinukleotid FAD: flavin adenin-dinukleotid
RészletesebbenTermodinamikai bevezető
Termodinamikai bevezető Alapfogalmak Termodinamikai rendszer: Az univerzumnak az a részhalmaza, amit egy termodinamikai vizsgálat során vizsgálunk. Termodinamikai környezet: Az univerzumnak a rendszeren
Részletesebben5. STERILEZÉS. Fogalmak: STERILEZÉS STERILEZÉS. BME Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudomány Tanszék 1
5. STERILEZÉS A mikrobák tenyésztésénél általában arra törekszünk, hogy a berendezésben kizárólag a kiválasztott mikrobatörzs szaporodjon. A környezet, azaz a fermentor, a tápoldat, minden anyag viszont
Részletesebben5. STERILEZÉS. Fogalmak:
5. STERILEZÉS A mikrobák tenyésztésénél általában arra törekszünk, hogy a berendezésben kizárólag a kiválasztott mikrobatörzs szaporodjon. A környezet, azaz a fermentor, a tápoldat, minden anyag viszont
RészletesebbenAEROB BIOREAKTOROK BIM BIM2 2002
Az erjesztő készülékbe, a gőzzel való sterilizálása után a sterilizátorból tápanyag szoríttatik be, a mely tápanyag laboratóriumban készült tiszta élesztővel van keverve. Ha az erjedés bevégződött, akkor
RészletesebbenA glükóz reszintézise.
A glükóz reszintézise. A glükóz reszintézise. A reszintézis nem egyszerű megfordítása a glikolízisnek. A glikolízis 3 irrevezibilis lépése más úton játszódik le. Ennek oka egyrészt energetikai, másrészt
RészletesebbenReakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53
Reakciókinetika 9-1 A reakciók sebessége 9-2 A reakciósebesség mérése 9-3 A koncentráció hatása: a sebességtörvény 9-4 Nulladrendű reakció 9-5 Elsőrendű reakció 9-6 Másodrendű reakció 9-7 A reakciókinetika
RészletesebbenA 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.
A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján. Szakképesítés azonosítószáma és megnevezése 54 524 03 Vegyész technikus Tájékoztató
Részletesebbenjobb a sejtszintű acs!!
Metabolikus stresszválasz jobb a sejtszintű acs!! dr. Ökrös Ilona B-A-Z Megyei Kórház és Egyetemi Oktató Kórház Miskolc Központi Aneszteziológiai és Intenzív Terápiás Osztály Az alkoholizmus, A fiziológiás
RészletesebbenDiffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)
Diffúzió Diffúzió - traszportfolyamat (fonon, elektron, atom, ion, hőmennyiség...) Elektromos vezetés (Ohm) töltés áram elektr. potenciál grad. Hővezetés (Fourier) energia áram hőmérséklet különbség Kémiai
RészletesebbenAz α értékének változtatásakor tanulmányozzuk az y-x görbe alakját. 2 ahol K=10
9.4. Táblázatkezelés.. Folyadék gőz egyensúly kétkomponensű rendszerben Az illékonyabb komponens koncentrációja (móltörtje) nagyobb a gőzfázisban, mint a folyadékfázisban. Móltört a folyadékfázisban x;
Részletesebbenaz Észak-pesti Szennyvíztisztító Telepen Telek Fanni környezetvédelmi előadó
az Északpesti Szennyvíztisztító Telepen Telek Fanni környezetvédelmi előadó Digitális analizátorok és ionszelektív érzékelők Digitális mérések a biológiai rendszerekben: NO 3 N NH 4 N Nitrogén eltávolítás
RészletesebbenAz egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27
Az egyensúly 6'-1 6'-2 6'-3 6'-4 6'-5 Dinamikus egyensúly Az egyensúlyi állandó Az egyensúlyi állandókkal kapcsolatos összefüggések Az egyensúlyi állandó számértékének jelentősége A reakció hányados, Q:
RészletesebbenEredmények. Anyagok és Módszerek. Modell-építés
Új eredmények a Fehér biotechnológia területén New Results on the field of White biotechnology Németh Áron, Nagy Gábor és Sevella Béla Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia
RészletesebbenTüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence
Égéselméleti számítások Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 2 Tüzelőanyagok Definíció Energiaforrás, melyből oxidálószer jelenlétében, exoterm
RészletesebbenAtomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek
Atomok elsődleges kölcsönhatás kovalens ionos fémes véges számú atom térhálós szerkezet 3D ionos fémek vegyületek ötvözetek molekulák atomrácsos vegyületek szilárd gázok, folyadékok, szilárd anyagok Gázok
RészletesebbenNagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)
Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC) Kromatográfiás módszerek osztályba sorolása 2 Elúciós technika A mintabevitel ún. dugószerűen történik A mozgófázis a kromatogram kifejlesztése alatt folyamatosan
RészletesebbenFolyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye
Folyadékok áramlása Folyadékok Folyékony halmazállapot nyíróerő hatására folytonosan deformálódik (folyik) Folyadék Gáz Plazma Talián Csaba Gábor PTE ÁOK, Biofizikai Intézet 2012.09.12. Folyadék Rövidtávú
RészletesebbenA felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek
A felépítő és lebontó folyamatok Biológiai alapismeretek Anyagforgalom: Lebontó Felépítő Lebontó folyamatok csoportosítása: Biológiai oxidáció Erjedés Lebontó folyamatok összehasonlítása Szénhidrátok
RészletesebbenDiffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd
Anyagszerkezettan és anyagvizsgálat 5/6 Diffúzió Dr. Szabó Péter János szpj@eik.bme.hu Diffúzió Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd
Részletesebben1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:
Válaszoljatok a következő kérdésekre: 1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk: a) zéró izoterm átalakulásnál és végtelen az adiabatikusnál
RészletesebbenOrszágos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások
ktatási Hivatal rszágos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia II. kategória 2. forduló Megoldások I. FELADATSR 1. C 6. C 11. E 16. C 2. D 7. B 12. E 17. C 3. B 8. C 13. D 18. C 4. D 9.
RészletesebbenNövényélettani Gyakorlatok A légzés vizsgálata
Növényélettani Gyakorlatok A légzés vizsgálata /Bevezető/ Fotoszintézis Fény-szakasz: O 2, NADPH, ATP Sötétszakasz: Cellulóz keményítő C 5 2 C 3 (-COOH) 2 C 3 (-CHO) CO 2 Nukleotid/nukleinsav anyagcsere
RészletesebbenSpontaneitás, entrópia
Spontaneitás, entrópia 11-1 Spontán és nem spontán folyamat 11-2 Entrópia 11-3 Az entrópia kiszámítása 11-4 Spontán folyamat: a termodinamika második főtétele 11-5 Standard szabadentalpia változás, ΔG
RészletesebbenMekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele
1) PB-gázelegy levegőre 1 vonatkoztatott sűrűsége: 1,77. Hányszoros térfogatú levegőben égessük, ha 1.1. sztöchiometrikus mennyiségben adjuk a levegőt? 1.2. 100 % levegőfelesleget alkalmazunk? Mekkora
RészletesebbenTermodinamika (Hőtan)
Termodinamika (Hőtan) Termodinamika A hőtan nagyszámú részecskéből (pl. gázmolekulából) álló makroszkópikus rendszerekkel foglalkozik. A nagy számok miatt érdemes a mólt bevezetni, ami egy Avogadro-számnyi
RészletesebbenTÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV.
TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV. TÖBBFÁZISÚ, TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK Kétkomponens szilárd-folyadék egyensúlyok Néhány fogalom: - olvadék - ötvözetek - amorf anyagok Állapotok feltüntetése:
RészletesebbenÁltalános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)
Általános kémia képletgyűjtemény (Vizsgára megkövetelt egyenletek a szimbólumok értelmezésével, illetve az egyenletek megfelelő alkalmazása is követelmény) Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám
RészletesebbenDiffúzió 2003 március 28
Diffúzió 3 március 8 Diffúzió: különféle anyagi részecskék (szilárd, folyékony, gáznemű) anyagon belüli helyváltozása. Szilárd anyagban való mozgás Öndiffúzió: a rácsot felépítő saját atomok energiaszint-különbség
RészletesebbenEnergiaforrásaink Szénvegyületek forrása
Energiaforrásaink Fototróf: fotoszintetizáló élőlények, szerves vegyületeket állítanak elő napenergia segítségével (a fényenergiát kémiai energiává alakítják át) Kemotróf: nem képes a fényenergiát megkötni,
RészletesebbenTelepülési szennyvíz tisztítás alapsémája
Iszapkezelés Települési szennyvíz tisztítás alapsémája Eleveniszapos szennyvíztisztítás Elvi kapcsolás A szennyvíziszap általános összetétele 1. Hasznosítható anyagok Iszapvíz Ásványi anyagok Szerves anyagok
RészletesebbenMikrobiológiai üzemanyagcellák szervesanyag-eliminációs hatékonyságának vizsgálata
Mikrobiológiai üzemanyagcellák szervesanyag-eliminációs hatékonyságának vizsgálata Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi
RészletesebbenSEMMELWEIS EGYETEM. Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatócsoport. Zrínyi Miklós
SEMMELWEIS EGYETEM Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet, Nanokémiai Kutatósoport Transzportjelenségek az élő szervezetben I. Zrínyi Miklós egyetemi tanár, az MTA levelező tagja mikloszrinyi@gmail.om RENDSZER
RészletesebbenMolekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben
Energiatartalék Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben A termodinamika és a kinetika A termodinamika a lehetőség θ θ θ G = H T S A kinetika a valóság: 1. A fizikai rész: - a reaktánsoknak
Részletesebben5. Laboratóriumi gyakorlat
5. Laboratóriumi gyakorlat HETEROGÉN KÉMIAI REAKCIÓ SEBESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA A CO 2 -nak vízben történő oldódása és az azt követő egyensúlyra vezető kémiai reakció az alábbi reakcióegyenlettel írható le:
Részletesebben4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK Elsődleges anyagcseretermék: például: triptofán Másodlagos anyagcsere-termékek: az antibiotikumok
4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK A biotechnológiai ipar termékei: Elsődleges anyagcseretermékek Amelyek bioszintézise közvetlenül kapcsolódik a sejt energiatermeléséhez, vagy növekedéséhez Másodlagos
Részletesebben4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK
4. GÉNMANIPULÁLT MIKRO- ORGANIZMUSOK A biotechnológiai ipar termékei: Elsődleges anyagcseretermékek Amelyek bioszintézise közvetlenül kapcsolódik a sejt energiatermeléséhez, vagy növekedéséhez Másodlagos
Részletesebben