Prozeßanalyse, Modellierung und verfahrenstechnische Optimierung einer industriellen Aminosäure-Fermentation:
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| Language: | German |
| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3]
400 |
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| Item Description: | Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 1994 |
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INHALT
1
EINLEITUNG
1.1
DIE
AMINOSAEURE
LYSIN
UND
IHRE
GEWINNUNG
.
1
1.2
ZIELSETZUNG
DIESER
ARBEIT
.
2
2
GRUNDLAGEN
2.1
VERFAHRENSBESCHREIBUNG
.
4
2.2
MIKROORGANISMUS
-
CORYNEBACTERIUM
GLUTAMICUM
.
6
2.3
BIOCHEMIE
DER
STOFFWECHSELWEGE
UND
REGULATIONSMECHANISMEN
.
8
2.3.1
SACCHAROSEABBAU
BIS
ZUM
PYRUVAT
.
8
2.3.2
ABBAU
VON
PYRUVAT
.
10
2.3.3
ANAPLEROTISCHE
REAKTIONEN
.
11
2.3.4
LYSINSYNTHESEWEG
.
12
2.3.5
OXIDATIVE
PHOSPHORYLIERUNG
.
13
2.3.6
REGULATION
DER
LYSINSYNTHESE
.
13
2.4
MODELLIERUNG
VON
BIOPROZESSEN
.
15
2.4.1
EINTEILUNG
UND
BEDEUTUNG
VON
PROZESSMODELLEN
.
15
2.4.2
MOEGLICHE
MODELLIERUNGSSTRATEGIEN
.
16
2.5
PROZESSKINETIK
VON
BATCH-FERMENTATIONEN
.
18
2.5.0
EINFUEHRUNG
.
18
2.5.1
LAG-PHASE
.
19
2.5.2
WACHSTUMSKINETIK
.
20
2.5.3
MULTI-SUBSTRATLIMITIERUNG
.
21
2.5.4
SUBSTRAT-INHIBIERUNG
.
21
2.5.5
PRODUKT-INHIBIERUNG
.
21
2.5.6
ABSTERBEN
VON
BIOMASSE
.
22
2.5.7
PRODUKTBILDUNG
.
22
2.5.8
KINETIKDESSUBSTRATVERBRAUCHS
.
23
3
MATERIAL
UND
METHODEN
3.1
GEWINNUNG
GEEIGNETER
MUTANTEN
.
24
3.2
NAEHRMEDIEN
.
25
3.2.1
ANZUCHTMEDIUM
(INOKULUM)
.
25
3.2.2
ANZUCHTMEDIUM
(FERMENTATION)
.
27
3.2.3
ZUFUTTERUNGSMEDIUM
.
28
VI
I
NHALT
3.3
ANALYSEN-UND
TESTMETHODEN
.
30
3.3.1
BIOMASSE
.
30
3.3.2
SACCHAROSE
.
31
3.3.3
AMINOSAEUREN
.
32
3.3.4
AMMONIAK
.
33
3.3.5
NEBENPRODUKTE
.
34
3.3.6
PLATTENTEST
.
34
3.4
BATCH-FERMENTATIONEN
IM
LABORMASSSTAB
.
35
3.4.1
APPARATIVER
AUFBAU
.
35
3.4.2
FERMENTATIONSBEDINGUNGEN
.
37
3.5
FED-BATCH-FERMENTATIONEN
IM
LABORMASSSTAB
.
38
3.5.1
FERMENTATIONSBEDINGUNGEN
.
38
3.5.2
FEEDING-PROFILE
.
38
3.6
FED-BATCH-FERMENTATIONEN
IM
PRODUKTIONSMASSSTAB
.
40
3.6.1
PRODUKTIONSFERMENTER
(10
M
3
)
.
40
3.6.2
FERMENTATIONSBEDINGUNGEN
.
41
3.6.3
FEEDING-PROFILE
.
42
4
ERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
4.1
LABOREXPERIMENTE
.
43
1.1
BATCH-FERMENTATIONEN
.
43
4.1.2
FED-BATCH-FERMENTATIONEN
.
45
4.2
EXPERIMENTE
IM
PRODUKTIONSMASSSTAB
.
46
4.3
DIE
SPEZIFISCHE
WACHSTUMSRATE
.
47
4.4
DIE
SPEZIFISCHE
PRODUKTBILDUNGSRATE
.
49
4.5
KOHLENSTOFFBILANZ
.
51
4.6
RESPIRATORISCHER
QUOTIENT
.
57
4.7
AUSBEUTE
("BRUTTO-YIELD")
.
60
4.8
SELEKTIVITAET
.
61
4.9
SUBSTRATUMSATZ
.
62
4.10
PRODUKTKONZENTRATION
.
62
4.11
REAKTORLEISTUNG
UND
PRODUKTIVITAET
(RAUM-ZEIT-AUSBEUTE)
.
63
4.12
ZUSAMMENFASSUNG
.
63
5
PROZESSMODELL
DER
LYSINFERMENTATION
5.1
SYSTEMGRENZEN
UND
MODELLIERUNGSVORAUSSETZUNGEN
.
65
5.2
AUSWAHL
DER
RELEVANTEN
PROZESSVARIABLEN
.
65
5.3
REAKTIONSKINETISCHE
MODELLE
.
66
I
NHALT
VN
5.3.1
BIOMASSE
.
67
5.3.2
LEUCIN
.
68
5.3.3
LYSIN
.
68
5.3.4
NEBENPRODUKTE
.
69
5.3.5
SACCHAROSE
.
69
5.4
AUFSTELLUNG
DES
REAKTIONSTECHNISCHEN
PROZESSMODELLS
.
70
5.4.1
VOLUMENBILANZ
.
70
5.4.2
BIOMASSEBILANZ
.
70
5.4.3
LEUCINBILANZ
.
70
5.4.4
LYSINBILANZ
.
71
5.4.5
NEBENPRODUKTEBILANZ
.
71
5.4.6
SACCHAROSEBILANZ
.
71
5.4.7
DAS
REAKTIONSTECHNISCHE
PROZESSMODELL
.
72
5.5
ERMITTLUNG
VON
MODELLPARAMETEM
AUS
EXPERIMENTEN
.
74
5.5.1
KOEFFIZIENTEN
DER
WACHSTUMSKINETIK
.
74
5.5.2
YIEID-KOEFFIZIENTEN
.
74
5.5.3
LAG-PHASEN-BESTIMMUNG
.
75
5.5.4
ABSTERBERATE
.
76
5.6
SYSTEMIDENTIFIKATION
.
76
5.6.1
NUMERISCHE
INTEGRATION
.
76
5.6.2
NUMERISCHE
OPTIMIERUNG
.
77
5.6.3
ERGEBNISSE
DER
PARAMETEROPTIMIERUNG
.
78
6
BERECHNUNG
VON
PROZESSABLAEUFEN
IN
VERSCHIEDENEN
TECHNISCHEN
MASSSTAEBEN
6.1
NACHRECHNUNG
VON
LABOREXPERIMENTEN
.
81
6.2
TEST DURCH
MASSSTABSUEBERTRAGUNG
.
82
6.2.1
FED-BATCH-PROZESS
IM
LABORMASSSTAB
.
82
6.2.2
FED-BATCH-PROZESS
IM
PRODUKTIONSMASSSTAB
.
84
7
REAKTIONSTECHNISCHE
SIMULATION
VERAENDERTER
PROZESSFOEHRUNGEN
7.1
FED-BATCH-PROZESS
MIT
GESPLITTETEM
FEEDING
.
86
7.2
REPEATED-FED-BATCH
.
87
7.3
KONTINUIERLICHE
PROZESSFUHRUNG
.
89
7.4
ERKENNEN
VON
KONTAMINATIONEN
.
91
7.5
REGELUNG
DER
SUBSTRATDOSIERUNG
.
92
VTII
I
NHALT
8
PROZESSOPTIMIERUNG
8,1
FORMULIERUNG
DES
OPTIMIERUNGSPROBLEMS
.
94
8.1.1
BERECHNUNG
VON
ZIELGROESSEN
DER
PROZESSFUHRUNG
.
94
8.1.2
AUSGANGSPUNKT
UND
ZIEL
DER
OPTIMIERUNG
.
95
8.1.3
OPTIMIERBARE
PROZESSPARAMETER
UND
OPTIMIERUNGSSTRATEGIE
.
96
8.2
PHYSIOLOGISCHE
OPTIMIERUNG
.
97
8.3
OPTIMIERTE
FEEDING-STRATEGIEN
BEI
FED-BATCH-PROZESSEN
.
99
8.3.1
LINEARE
FEEDING-PROFILE
.
99
8.3.2
LOGARITHMISCHE
FEEDING-PROFILE
.
101
8.3.3
KUBISCH-LOGARITHMISCHE
FEEDING-PROFILE
.
102
8.4
OPTIMIERTE
KONTINUIERLICHE
PROZESSFUHRUNG
.
104
8.5
ZUSAMMENFASSUNG
UND
VERGLEICH
VON
LEISTUNGSKENNDATEN
.
106
9
BERECHNUNG
EINES
POLYTROPEN
FED-BATCH-REAKTORS
ZUR
LYSINPRODUKTION
9.1
ENERGIEBILANZ
.
109
9.2
ANSAETZE
ZUR
MODELLIERUNG
MIKROBIELLER
WAERMEERZEUGUNG
.
111
9.3
TEMPERATURPROFIL
EINER
INDUSTRIELLEN
FED-BATCH-FERMENTATION
.
115
10
ZUSAMMENFASSUNG
.
118
11
NOMENKLATUR
11.1
ABKUERZUNGEN
.
120
11.2
EXPONENTEN
.
122
11.3
INDICES
.
122
11.4
GRIECHISCHE
SYMBOLE
.
123
12
LITERATUR
.
124 |
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| spelling | Werning, Holger Verfasser aut Prozeßanalyse, Modellierung und verfahrenstechnische Optimierung einer industriellen Aminosäure-Fermentation Holger Werning Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 1995 VIII, 127 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3] 400 Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 1994 Fermentation (DE-588)4129537-7 gnd rswk-swf Lysin (DE-588)4168397-3 gnd rswk-swf Fed-batch-Verfahren (DE-588)4372478-4 gnd rswk-swf Reaktionstechnik (DE-588)4136173-8 gnd rswk-swf Corynebacterium glutamicum (DE-588)4309351-6 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Lysin (DE-588)4168397-3 s Fermentation (DE-588)4129537-7 s Fed-batch-Verfahren (DE-588)4372478-4 s Corynebacterium glutamicum (DE-588)4309351-6 s Reaktionstechnik (DE-588)4136173-8 s DE-604 3] Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI 400 (DE-604)BV001897067 400 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=006944279&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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