Stofftransport und Reaktionskinetik bei Polysaccharidfermentationen:
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AHALTSVERZEICHNIS
EINLEITUNG
1
STOFFSYSTEME
4
2.1
POLYSACCHARIDFERMENTATIONEN
.
4
2.2
VERWENDETE
MIKROORGANISMEN
.
4
2.3
EXTRAZELLULAERE
MIKROBIELLE
POLYSACCHARIDE
.
5
2.3.1
STRUKTUR
UND
EIGENSCHAFTEN
.
6
2.3.2
ANWENDUNGEN
.
8
2.3.3
BIOSYNTHESE
VON
EXOPOLYSACCHARIDEN
.
9
2.3.4
EINFLUSSFAKTOREN
AUF
DIE
BIOSYNTHESE
.
10
MODELLBILDUNG
14
3.1
VERBALES
MODELL
.
14
3.2
REAKTORMODELL
.
17
3.3
MODELLIERUNG
DER
REAKTIONSKINETIK
.
18
3.3.1
STOECHIOMETRIE
.
19
3.3.2
TEILREAKTIONEN
UND
KINETIK
.
20
3.4
RHEOLOGIE
.
26
3.4.1
VISKOSITAET
WAESSERIGER
POLYSACCHARIDLOESUNGEN
.
26
3.4.2
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT
DER
LOESUNGSVISKOSITAET
.
28
3.4.3
FLIESSGESETZE
.
29
3.4.4
REPRAESENTATIVE
VISKOSITAET
.
31
3.5
MOLMASSENVERTEILUNG
VON
POLYSACCHARIDEN
.
33
3.6
BERECHNUNG
DES
LEISTUNGSEINTRAGES
.
35
3.6.1
BLASENSAEULE
.
35
3.6.2
ZENTRIFUGALBIOREAKTOR
.
36
3.6.3
RUEHRFERMENTER
.
38
3.7
MODELLIERUNG
DER
STOFFUEBERGANGSKINETIK
.
39
3.7.1
STOFFUEBERGANG
FLUESSIG-FEST
.
39
3.7.2
STOFFUEBERGANG
GASFOERMIG-FLUESSIG
.
40
3.7.3
VOLUMETRISCHER
STOFFUEBERGANGSKOEFFIZIENT
.
42
3.7.4
UEBERGREIFENDE
BERECHNUNGSMETHODE
.
43
3.7.5
STOFFWERTE
VON
FERMENTATIONSLOESUNGEN
.
49
4
VERSUCHSAUSRUESTUNG
UND
METHODEN
50
4.1
VERSUCHSANLAGEN
.
50
4.1.1
RUEHRFERMENTER
.
50
4.1.2
BLASENSAEULE
.
51
4.1.3
ZENTRIFUGALBIOREAKTOR
.
52
4.1.4
MESS-,
STEUER
UND
REGELTECHNIK
.
54
4.2
EXPERIMENTELLE
TECHNIKEN
.
55
4.2.1
MIKROORGANISMEN
UND
NAEHRMEDIEN
.
55
4.2.2
SCHUETTELKULTUREN
.
56
4.2.3
FERMENTATIONEN
.
56
4.2.4
STOFFUEBERGANGSMESSUNGEN
.
57
4.3
PROBENANALYSE
.
57
4.3.1
KONZENTRATIONSBESTIMMUNGEN
.
58
4.3.2
ANALYSE
DER
MOLMASSENVERTEILUNG
.
58
4.3.3
ANALYSE
DER
RHEOLOGISCHEN
EIGENSCHAFTEN
.
60
5
VERSUCHSERGEBNISSE
UND
DISKUSSION
61
5.1
KULTURVISKOSITAET
.
61
5.1.1
FLIESSKURVEN
.
61
5.1.2
INTRINSISCHE
VISKOSITAET
.
63
5.1.3
KONZENTRATIONSABHAENGIGKEIT
DER
VISKOSITAET
.
64
5.1.4
STRUKTURVISKOSITAET
.
65
5.2
SAUERSTOFFEINTRAG
IN
BIOREAKTOREN
.
68
5.2.1
RUEHRKESSEL
.
68
5.2.2
BLASENSAEULE
.
71
5.2.3
ZENTRIFUGALBIOREAKTOR
.
72
5.2.4
VERGLEICH
MIT
BEKANNTEN
ERGEBNISSEN
.
74
5.2.5
SORPTIONSEFFIZIENZ
UND
REAKTORVERGLEICH
.
75
5.3
TRANSPORT
UND
REAKTIONSREGIME
.
77
5.4
VERLAUF
ABSATZWEISER
FERMENTATIONEN
.
79
5.4.1
ABSATZWEISE
FERMENTATION
MIT
A.
PULLULANS
.
79
5.4.2
ABSATZWEISE
FERMENTATION
MIT
X.
CAMPESTRIS
.
82
5.5
HERLEITUNG
DER
PARAMETERWERTE
.
84
5.6
VERGLEICH
ZWISCHEN
MODELLRECHNUNG
UND
EXPERIMENT
.
88
5.6.1
KONZENTRATIONSVERLAEUFE
.
89
5.6.2
STOFFMENGENAENDERUNGSGESCHWINDIGKEITEN
.
90
5.6.3
VISKOSITAETSVERLAUF
.
92
5.6.4
VERLAUF
DES
VOLUMETRISCHEN
STOFFUEBERGANGSKOEFFIZIENTEN
.
93
5.7
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DEN
FERMENTATIONSVERLAUF
.
95
5.7.1
EINFLUSS
DER
STICKSTOFFKONZENTRATION
.
95
5.7.2
EINFLUSS
DER
RUEHRERDREHZAHL
.
98
5.7.3
EINFLUSS
DES
REAKTORTYPS
.
99
5.8
KONTINUIERLICHE
PULLULANFERMENTATION
.
100
5.9
PRODUKTQUALITAET
.
102
5.9.1
PULLULANDEGRADATION
WAEHREND
DER
FERMENTATION
.
102
5.9.2
VERGLEICH
ZWISCHEN
REAKTORTYPEN
.
103
5.9.3
MODELLVERSUCHE
.
105
6
ZUSAMMENFASSUNG
106
SYMBOLVERZEICHNIS
108
LITERATURVERZEICHNIS
111
ANHANG
119 |
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