Entwicklung einer bioverfahrenstechnischen Prozessstufe zur kontinuierlichen Vergärung von Würze mit immobilisierten Zellen:
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Veröffentlicht: |
1993
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INHALTSVERZEICHNIS
DECKBLATT
KURZREFERAT
DANKSAGUNG
INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
FORMELZEICHEN,
INDIZES
UND
ABKUERZUNGEN
1.
EINLEITUNG
.
1
2.
ERKENNTNIS
UND
ENTWICKLUNGS
STAND
.
2
2.1.
CHARAKTERISTIK
KLASSISCHER
GAER
UND
REIFUNGS
VERFAHREN
ZUR
HAUPT
UND
NACHGAERUNG
IN
DER
BRAUINDUSTRIE
.
2
2.2.
METHODEN
ZUR
GAERINTENSIVIERUNG
.
8
2.2.1.
VERFAHREN
MIT
FREIEN
HEFEZELLEN
.
8
2.2.2.
KONTINUIERLICHE
GAERVERFAHREN
.
10
2.2.3.
ANWENDUNG
VON
IMMOBILISIERTER
BIOMASSE
.
12
2.2.4.
WHOLE-CELL
IMMOBILISIERUNG
.
15
2.2.4.1.
IMMOBILISIERUNG
DURCH
ZELLEINSCHLUSS
.
15
2.2.4.2.
STRUKTUR
VON
ALGINSAEURE
BZW
.
ALGINAT
.
16
2.2.4.3.
GELBILDUNG
.
17
2.3.
ZUSAMMENFASSUNG
DER
PROBLEMSTUDIE
BEKANNTER
VERFAHREN
.
18
3.
STRATEGIE
DER
VERFAHRENSENTWICKLUNG
.
19
3.1.
LOESUNGSANSAETZE
FUER
EINE
NEUE
BIOVERFAHRENS
TECHNISCHE
VERFAHRENSSTUFE
.
19
3.2.
PRAEZISIERUNG
DER
PROBLEMSTELLUNGEN
.
22
3.3.
PLANUNG
EXPERIMENTELLER
ARBEITEN
.
24
4.
MATERIAL
UND
METHODEN
.
27
4.1.
ALGINAT,
BIOMASSE,
WURZE,
IMMOBILISIERUNG
.
.'.27
4.2.
ANALYSENVERFAHREN
.
29
4.3.
VERSUCHE
ZUR
QUANTIFIZIERUNG
DER
STOFFTRANSPORT
EIGENSCHAFTEN
VON
ALGINATGELEN.
AUFBAU
DER
DIFFUSIONSKAMMER
.
33
4.4.
DURCHFUEHRUNG
VON
VERSUCHEN
ZUR
MECHANISCHEN
STABILITAET
VON
GELEN
.
36
4.5.
DURCHFUEHRUNG
DER
KINETISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
UND
DER
KONTINUIERLICHEN
PROZESSFUEHRUNG
.
36
4.6.
VERWEILZEITUNTERSUCHUNGEN
.
39
5.
ENTWICKLUNG
EINES
PROZESSMODELLS
FUR
FREIE
SACCHAROMYCES
CEREVISIAE
VAR.
UVARUM
.40
5.1.
REAKTIONSSCHEMATA UND
SEGREGIERUNG
DER
BIOMASSE
POPULATION
.
40
5.2.
KOMPONENTENSPEZIFISCHE
KINETISCHE
SUBMODELLE
.
47
5.3.
POPULATIONSSTRUKTURIERTES
PROZESSMODELL
FUER
DEN
DISKONTINUIERLICHEN
REAKTOR
.
51
5.4.
MODELLTESTS
UND
PARAMETERADAPTION
.
55
5.4.1.
LOESUNGS
UND
OPTIMIERUNGSVERF
AHREN
.
55
5.4.2.
SUBSTRATE
.
55
5.4.3.
BIOMASSE
.
67
5.4.4.
ETHANOL
.
70
5.4.5.
QUANTIFIZIERUNG
VON
ALTERUNGSPROZESSEN
.
72
6.
CHARAKTERISIERUNG
DER
EIGENSCHAFTEN
VON
ALGINAT
GELEN
HINSICHTLICH
STOFF
UND
WAERMETRANSPORT
.
77
6.1.
ALLGEMEINE
DISKUSSION
ZUR
PORENGROESSE
UND
ZU
DIFFUSIONSEIGENSCHAFTEN
VON
ALGINATGELEN
.
77
6.2.
STOFFTRANSPORTUNTERSUCHUNGEN
.
80
6.2.1.
TESTUNG
BEKANNTER
MOEGLICHKEITEN
ZUR
UNTERSUCHUNG
DES
STOFFTRANSPORTS
AUF
IHRE
ANWENDBARKEIT
BEI
ALGINATGELEN
.
80
6.2.2.
UNTERSUCHUNGEN
ZUM
PORENWIRKUNGSGRADES
MIT
DER
REAKTIONSGESCHWINDIGKEITSMETHODE
.
82
6.2.3.
ENTWICKLUNG
EINER
QUANTIFIZIERUNGSMETHODE
MITTELS
DIFFUSIONSKAMMER
.
86
6.2.4.
BESTIMMUNG
DES
EFFEKTIVEN
DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN.
.
.88
6.3.
UNTERSUCHUNG
VON
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
DIFFU
SIONSEIGENSCHAFTEN
EINER
CALCIUMALGINATMEMBRAN
.
89
6.3.1.
CALCIUMIONENGEHALT
UND
ALGINATKONZENTRATION
.
89
6.3.2.
ALTERUNG
UND
STOFFWECHSELAKTIVITAET
.
90
6.3.3.
UNTERSUCHUNGEN
ZUR
MECHANISCHEN
STABILITAET
.
94
6.4.
ERMITTLUNG
DES
INTRAPARTIKULAEREN
TEMPERATUR
GRADIENTEN
.
96
7.
QUANTIFIZIERUNG
DER
LEISTUNGSFAEHIGKEIT
IMMOBILI
SIERTER
HEFEZELLEN
IM
DISKONTINUIERLICHEN
BATCH-REAKTOR
.
99
7.1.
SPEZIFIZIERUNG
DES
MODELLS
FUER
FREIE
ZELLEN.
PARAMETERADAPTION
.
99
7.1.1.
SIMULATION
DES
KONZENTRATIONSGRADIENTEN
UEBER
DEM
GELPARTIKELRADIUS
.
99
7.1.2.
BIOMASSE
IM
GEL
.
101
7.1.3.
KOHLENHYDRATE
.
104
7.1.4.
ETHANOL
.
107
7.2.
ALTERUNGSPROZESSE
BEI
IMMOBILISATEN
.
109
7.3.
VERGLEICH
DER
METABOLISCHEN
AKTIVITAET
BEI
FREIEN
UND
IMMOBILISIERTEN
ZELLEN
.
111
8.
BIOVERFAHRENSTECHNISCHE
PROZESSSTUFE
ZUR
KONTINUIERLICHEN
WUERZEFERMENTATION
.
121
8.1.
REAKTORSEITIGE
REALISIERUNG
DER
KONTINUIERLICHEN
PROZESSFUEHRUNG
.
121
8.2.
VERWEILZEITUNTERSUCHUNGEN
.
122
8.3.
KONTINUIERLICHE
FERMENTATION
.
128
8.3.1.
HAUPTGAERUNG
.
128
8.3.1.1.
ANFAHRVERHALTEN
UND
PROZESSSTABILITAET
.
128
8.3.1.2.
SYSTEMANTWORT
BEI
VARIATION
DER
LUFTDOSIERUNG
.
132
8.3.1.3.
SUBSTRATREGELUNG
UND
ETHANOLINHIBIERUNG
.
134
8.3.1.4.
WACHSTUM
UND
ALTERUNGSPROBLEMATIK
.
136
8.3.1.5.
MASSSTABSUEBERTRAGUNG
.
136
8.3.2.
NACHGAERUNG
.
138
8.3.3.
QUALITAETSPARAMETER
.
140
8.4.
PROZESSMODELL
FUER
DIE
KONTINUIERLICHE
HAUPTGAERUNG.
.
.146
9.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
152
I
.
LITERATURVERZEICHNIS
.
I
II.
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
XVII
III.
TABELLENVERZEICHNIS
.
XXII
IV.
LEBENSLAUF
.
XXIV
V.
VERZEICHNIS
DER
ANLAGEN
.
XXV
VI.
ANLAGEN
.
XXVI
THESEN |
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