1 Az oxigén szerepe , légzésAz oxigén szerepe , légzés ő ztetés m ű veleteA leveg ő ztetés m ű veleteAerob bioreaktorokAerob bioreaktorok Az oxigén szerepe , légzés, oxigén igényAz oxigén szerepe , légzés, oxigén igényA leveg

FERMENTÁCIÓS RENDSZEREK LEVEGŐELLÁTÁSA

Az oxigén szerepe , légzés, oxigén igény Az oxigén szerepe , légzés, oxigén igény

A levegőztetés művelete A levegőztetés művelete

Aerob bioreaktorok Aerob bioreaktorok

ANYAGÁTADÁSI MŰVELETEK

ANYAGÁTADÁSI MŰVELETEK LéptéknövelésLéptéknövelés

FERMENTÁCIÓS RENDSZEREK LEVEGŐELLÁTÁSA

BIM2 2002

Az oxigén szerepe , légzés Az oxigén szerepe , légzés

RESPIRÁCIÓNAK nevezzük azokat az energiatermelés céljából végbemenõ anyagcsere folyamatokat, amelyekben valamely szerves vagy szervetlen vegyületet az organizmus szervetlen vegyület segítségével oxidál.

Ha az oxidáló ágens nem oxigén, e folyamatokat ANAEROB RESPIRÁCIÓNAK ANAEROB RESPIRÁCIÓNAK nevezzük, ha viszont oxigén, akkor

AEROB RESPIRÁCIÓRÓL AEROB RESPIRÁCIÓRÓL ( LÉGZÉS-ről) beszélünk

Az oxigén szerepe , légzés

Energiaforrás Oxidáns Respiráció Példa

(redukáló=oxi- (terminális elekt- termékei dálódó vegyület) ron akceptor)

H₂ O₂ H₂O Hidrogén baktériumok

*H*H₂₂ SOSO₄₄^22-- HH₂₂O+SO+S^2-2- DesulfovibrioDesulfovibrio

NH₃ O₂ NO^2-+ H₂O Nitrifikáló baktériumok

NO^2- O₂ NO^3-+H₂O Nitrifikáló baktériumok

*Szerves ve

*Szerves ve-- NONO^33-- NN₂₂+CO+CO₂₂ Denitrifikáló baktériuDenitrifikáló baktériumm gyület

Fe²⁺ O₂ Fe³⁺ Ferrobacillus

S^2- O₂ SO₂+ H₂O Thiobacillus

Szerves vegyület O₂ CO₂+H₂O A legtöbb mikroorganizmus, növényi és állati szervezet

BIM2

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén szerepe , légzés

G-6-P F-6-P

F-1,6-diP

Gliceraldehid-P (3C-atom)

PEP Pyr Ac-CoA

citrát

2H 2H

Oxálacetát

Cis-akonitát

i-citrát α−keto-glutarát Szukcinát

Fumarát Malát

ADP ATP

ADP ATP

ATP ADP

ATP ADP

2-P-glicerát 3-P-glicerát

1,3-diP-glicerát 2H2H

NAD

koenzimQ 2*3 CO2+ 6*2H = C6H12O6

CO2

CO₂ CO2

2H 2H

2H 2H 2H2H

2H2H

BIM2

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén szerepe , légzés

84 168

-0,8 0,4

KJ

0,27 V 51,2 kJ

0,22 V 41,6 kJ

0,53 V 100 kJ NAD

Q b

c a

a₃ NAD FP₁ KoenzimQ cyt b cyt c cyt a cyt a₃

ATP ATP

ATP FP₂

2e^-

1/2O₂

2H⁺ H₂O

Az oxigén szerepe , légzés

BIM2

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén is lehet limitáló szubsztrát

A mikrobák oxigénigényét két módon lehet megadni:

1. légzési sebesség =

dc dt

[mmol O₂/ dm³.h], [kg O₂/ m³.h]

Q x dc

= 1 dt

[h^-1] 2. fajlagos légzési sebesség

dx dt

c K c x

O

= µ

+

2

Y x

O

= ∆ c

∆

dc dt

1 Y

dx dc

1 Y

c K c x

O O

max O₂

= − = −

µ +

Q 1 x

dc dt

1 Y

c

K c

O max

O₂

= = −

µ +

Q Q ≅ _max

1 1

Y Y

m

O OG

=

+

µ

BIM2

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén szerepe , légzés

elsőrendű kinetika

Q Q_max=µ_max/Y_O

nulladrendű kinetika

K_O2 C_{kr C}

max

K

Q c Q ≅

Az oxigén Az oxigén nem limitál nem limitál

KRITIKUS OXIGÉN KONCENTRÁCIÓ KRITIKUS OXIGÉN KONCENTRÁCIÓ

Q

Q ≅

Az oxigén szerepe , légzés

BIM2

Az oxigén szerepe , légzés

Az oxigén szerepe , légzés

Glükóz Oxigén

Koncentráció a fermentlében 1% ≈104 mg/dm3 7 mg/dm3 Kritikus koncentráció 50 mg/dm3 0,7 mg/dm3 Fajlagos felhasználási

sebesség 580 mg/g.h 208 mg/g.h

LEVEGŐZTETÉS LEVEGŐZTETÉS

U T Á N P Ó T L Á S

U T Á N P Ó T L Á S