Slajd 1
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
1
In
ż
ynieria bioreaktorowa
Wykład: 15 godzin, egzamin
Ć
wiczenia: 30 godzin, zaliczenie
Wymagania do zaliczenia: średnia z pozytywnych ocen z
trzech kartkówek,
projektu,
prezentacji.
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 2
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
2
•
A. Zgirski, R. Gondko, Obliczenia biochemiczne, PWN 1983
•
K. W. Szewczyk, Technologia biochemiczna, O.W. Politechniki
Warszawskiej, 1997
•
U.E. Viesturs, A.M.Kuzniecow, W.W. Sawienkow, Bioreaktory.
Zasady obliczeń i doboru, WNT, 1990
•
W.W. Kafarow, A.Ju. Winarow, L.S. Gordiejew, Modelowanie
reaktorów biochemicznych, WNT, 1983
•
literatura przedmiotu dostępna w czasopismach naukowych z zakresu
inżynierii bioprocesowej, inżynierii bioreaktorów, inżynierii reaktorów
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 3
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
3
In
ż
ynieria bioprocesowa
Procesy
mechaniczne
:
przepływy cieczy i gazów,
opadanie
cząstek
w
płynach
Procesy cieplne
: wnikanie,
przenikanie (z ośrodka o
wyższej
temperaturze
do
ośrodka
o
niższej
temperaturze), konwekcja
Procesy
transportu
masy
:
dyfuzja,
przenikanie (z fazy do
fazy)
Co było do tej pory?
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 4
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
4
In
ż
ynieria bioreaktorowa
Stechiometria reakcji biochemicznych
Termodynamika reakcji biochemicznych
Kinetyka reakcji biochemicznych
Modelowanie pracy bioreaktorów
Symulacja pracy bioreaktorów (wydajno
ść
, selektywno
ść
)
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 5
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
5
Stechiometria bioprocesów: zależności ilościowe pomiędzy reagentami
Termodynamika bioprocesów: efekty cieplne reakcji biochemicznych
Kinetyka bioprocesów: szybkość reakcji, szybkość procesu, wyznaczenie
etapu limitującego (dyfuzja wewnętrzna, dyfuzja zewnętrzna, reakcja),
mechanizm reakcji, rodzaj inhibicji, równanie szybkości reakcji
Modelowanie bioreaktorów: model matematyczny uwzględniający procesy:
transportu mieszaniny reakcyjnej (reaktor okresowy lub przepływowy),
transport
masy (dyfuzja,
wnikanie, przenikanie), transport
ciepła
(wytwarzanie ciepła, akumulacja ciepła, chłodzenie), wytwarzanie (reakcja)
Symulacja pracy bioreaktora: obliczenie wydajności i selektywności
końcowej, wyznaczenie optymalnego czasu przebywania (objętość aparatu i
przepływy), wyznaczenie ilości bioreaktorów...
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 6
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
6
Zastosowanie drobnoustrojów w procesach
biotechnologicznych
W zależności od tego, który składnik przemiany stanowi cel procesu można
wyodrębnić następujące grupy technologii:
Wytwarzanie biomasy mikroorganizmów Dro
ż
d
ż
e piekarnicze i paszowe
Kultury startowe dla przetwórstwa mleka
Wytwarzanie szczepionek
Wytwarzanie produktów metabolizmu
Zu
ż
ywanie substratu
Utylizacja substratu
Ochrona
ś
rodowiska
Technologie nieorganiczne
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 7
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
7
Wymagania pokarmowe mikroorganizmów
Rodzaj
ź
ródła w
ę
gla
Rodzaj
ź
ródła energii
Rodzaj donorów elektronów i protonów
CO
2
- autotrofia
zwi
ą
zki organiczne - heterotrofia
Rozkład zwi
ą
zków organicznych - chemotrofia
Absorpcja promieniowania - fototrofia
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 8
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
8
C
2
H
5
OH
W
ę
glomol substancji C-mol
C
δ
H
a
O
b
N
c
δ=1
lub
δ=0
CH
3
O
0,5
mol
g
46
16
1
6
12
2
=
+
⋅
+
⋅
mol
C
g
−
=
⋅
+
⋅
+
23
16
5
,
0
1
3
12
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 9
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
9
Skład biomasy mikroorganizmów
C
H
O
N
46%
6,8%
30%
9%
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 10
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
10
a
x
= (1,5
÷
2,0)
C
δ
H
a
O
b
N
c
b
x
= (0,43
÷
0,56)
c
x
= (0,1 ÷0,25)
Saccharomyces cerevisiae
Escherichia coli
Aerobacter aerogenes
CH
1,83
O
0,56
N
0,1
CH
1,71
O
0,40
N
0,24
CH
1,83
O
0,95
N
0,25
mikroorganizmy
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 11
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
11
C H
1,79
O
0,5
N
0,2
Ś
rednia masa jednego w
ę
glomola biomasy
mol
C
g
−
9
,
25
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 12
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
12
Q
O
H
CO
P
X
O
N
S
+
+
+
+
→
+
+
2
2
2
Ź
ródło w
ę
gla
Ź
ródło azotu
biomasa
wyró
ż
niony produkt
Skrobia
(zbo
ż
a,
ziemniaki)
Melasa
Serwatka
(białka i
laktoza)
Sole amonowe
Azot organiczny
namok kukurydziany
m
ą
czka sojowa
ziarno sojowe
hydrolizat dro
ż
d
ż
y
wywar gorzelniany
ciepło
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 13
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
13
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 14
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
14
O
H
CO
P
X
O
N
S
O
H
CO
P
X
O
N
S
2
2
2
2
2
2
ν
ν
ν
ν
ν
ν
ν
+
+
+
→
+
+
Współczynniki stechiometryczne
ź
ródła
azotu
biomasy
produktu
ź
ródła
węgla
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 15
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
15
Współczynniki wydajno
ś
ci biomasy
S
X
XS
y
ν
ν
=
Współczynnik wydajno
ś
ci
biomasy wzgl
ę
dem substratu
Ilo
ść
w
ę
glomoli biomasy
powstaj
ą
cej przy asymilacji 1
w
ę
glomola substratu (
ź
ródła
w
ę
gla)
S
X
XS
m
m
Y
∆
∆
=
Masowy współczynnik
wydajno
ś
ci biomasy wzgl
ę
dem
substratu
Ilo
ść
biomasy powstaj
ą
cej przy
asymilacji 1 grama substratu
(
ź
ródła w
ę
gla)
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 16
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
16
Współczynniki wydajno
ś
ci produktu
S
P
PS
y
ν
ν
=
Współczynnik wydajno
ś
ci
produktu wzgl
ę
dem substratu
Ilo
ść
w
ę
glomoli produktu
powstaj
ą
cego przy asymilacji 1
w
ę
glomola substratu (
ź
ródła
w
ę
gla)
S
P
PS
m
m
Y
∆
∆
=
Masowy współczynnik
wydajno
ś
ci produktu wzgl
ę
dem
substratu
Ilo
ść
produktu powstaj
ą
cego
przy asymilacji 1 grama
substratu (
ź
ródła w
ę
gla)
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Slajd 17
WT
ś
, KIAPS, 2007/2008
In
ż
ynieria bioreaktorowa, wykład
17
Iloraz oddechowy
2
2
O
CO
RQ
ν
ν
=
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
___________________________________
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
9Kopia Tarnów bio1
bio1
bio1
kolos bio1, WNOŻCZIK, semestr I, biologia
bio1 id 88042 Nieznany (2)
pytania bio1
bio1
bio1
bio1
bio1
więcej podobnych podstron