Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

1 Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

1 2002

1 Krzystek L.

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: bilans masy i energii

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Stechiometria i kinetyka procesów metabolicznych wybranych drobnoustrojów

100%

Krzystek L.

tom Z. 303

5-114

Podstawą ilościowej analizy metabolizmu drobnoustrojów jest formułowanie stechiometrii indywidualnych reakcji, a następnie szlaków metabolicznych, które stanowią punkt wyjścia dla przeprowadzenia bilansów masy i energii. Umożliwia to opracowywanie metod ekonomicznego planowania i kierowania procesem produkcyjnym oraz matematycznego opisu przebiegu danego procesu. W opracowaniu zawarto założenia teoretyczne oraz praktyczne zastosowanie bilansów masy i energii. Omówiona została stechiometria bioprocesów, wyprowadzono ogólne zależności dla bilansów masy i energii do opisu metabolicznego wzrostu drobnoustrojów i tworzenia produktów. Wyjaśniono znaczenie wynikających z bilansów współczynników wydajności oraz zależności między współczynnikami stechiometrycznymi a doświadczalnymi współczynnikami wydajności. Analizowano ograniczenia dla teoretycznych współczynników wydajności biomasy i produktów w bioprocesach. Przedstawiono analizę zgodności danych doświadczalnych na podstawie prostego modelu metabolicznego, uzupełnioną o zaproponowaną zależność opisującą wykorzystanie energii w postaci ATP. Przedstawiono również zastosowanie bilansów w analizie kinetycznej procesów metabolicznych. Teorie tę zilustrowano przykładami procesu wytwarzania biomasy Kluyveromyces fragilis, produkcji etanolu przez Saccharomyces cerevisiae oraz produkcji kwasu cytrynowego przez Aspergillus niger. Na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalnych, uwzględniając specyfikę powyższych procesów, sformułowano stechiometrię, bilanse masy i energii, wyznaczono współczynniki wydajności. Sprawdzono zgodność otrzymanych wyników i prawidłowość przebiegu procesu. Wyznaczono zapotrzebowanie energii na procesy przemiany podstawowej i porównano z danymi literaturowymi. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wyników obliczeń teoretycznych i danych doświadczalnych. Opracowano model kinetyczny opisujący przebieg procesu wytwarzania kwasu cytrynowego przez Aspergillus niger. Zaproponowana stechiometria obejmuje zarówno procesy zachodzące podczas wzrostu pleśni jak i produkcji kwasu cytrynowego. Do opisu większości szybkości reakcji zastosowano zależność Michaelis'a-Menten oraz odpowiednie równania kinetyczne uwzględniające inhibicję. Przeprowadzono obiczenia symulacyjne dla procesu okresowego i stwierdzono, że zaproponowany model matematyczny bardzo dobrze odzwierciedla charakter zmian stężeń analizowanych substratów i produktów.

A quantitative analysis of the metabolism of microorganisms is based on formulation of the stoichiometry of individual reactions, and next metabolic pathways which constitute a basis for mass and energy balances. This enables a development of the methods of economic planning and management of production processes and mathematical description of particular processes. The study presents theoretical assumptions and practical applications of mass and energy balances. Stoichiometry of bioprocesses was discussed, general relationships for mass and energy balances were derived for the description of metabolic growth of microorganisms and product formation. The significance of yield coefficients resulting from the balances and relations between stoichiometric coefficients and experimental yield coefficients were explained. Restrictions for theoretical yield coefficients of biomass and products during bioprocesses were analyzed. Agreement of experimental data was analyzed using a simple metabolic model completed with a proposed relation describing the recovery of energy in the form of ATP. Applications of the balances in the kinetic analysis of metabolic processes were presented. This theory was illustrated by examples of the process of production of Kluyveromyces fragilis biomass, ethanbl production by Saccharomyces cerevisiae and citric acid production by Aspergillus niger. On the basis of experimental investigations, taking into account characteristics of these processes, the stoichiometry and mass and energy balances were formulated, and yield coefficients were determined. Agreement of the results and correctness of the process was checked. Energy demand for basic metabolic processes was determined and compared with theoretical data. Very good agreement of the results of theoretical calculations and experimental data was obtained. A kinetic model which described citric acid production by A. niger was developed. The proposed stoichiometry covers both the processes which take place during mould growth and citric acid accumulation. For the description of most reaction rates the Michaelis-Menten kinetics and relevant kinetic equations taking into account the inhibition were used. A simulation was made for a batch process and it was found that it illustrated very well the character of changes in experimental data.