Kultivační a produkční zařízení Laboratorní měřítko

Podobné dokumenty
Rozklad přírodních surovin minerálními kyselinami

Laboratorní práce č. 10 Úloha č. 9. Polarizace světla a Brownův pohyb:

2. Definice plazmatu, základní charakteristiky plazmatu

Nenewtonské kapaliny a disperze v hydrodynamických procesech

Vícefázové reaktory. MÍCHÁNÍ ve vsádkových reaktorech

Míchání a homogenizace směsí Míchání je hydrodynamický proces, při kterém je různými způsoby vyvoláván vzájemný pohyb částic míchaného materiálu.

Metodický postup pro určení úspor primární energie

Modelování jednostupňové extrakce. Grygar Vojtěch

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Regulační ventily (PN 16) VF 2 2-cestné, přírubové VF 3 3-cestné, přírubové

Experimentální postupy. Koncentrace roztoků

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Příkonové charakteristiky míchadel

TŘETÍ HLOŽANKA DUŠAN Název zpracovaného celku: TŘECÍ PŘEVODY TŘECÍ PŘEVODY

Vliv koncentrace částic na suspendační účinky míchadla s rovnými lomenými lopatkami

Metodický postup pro určení úspor primární energie

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

5. Bioreaktory. Schematicky jsou jednotlivé typy bioreaktorů znázorněny na obr Nejpoužívanějšími bioreaktory jsou míchací tanky.

STATISTIKA. Statistika se těší pochybnému vyznamenání tím, že je nejvíce nepochopeným vědním oborem. H. Levinson

BEZKONKURENČNÍ SERVIS A PODPORA.

Jednotkou tepla je jednotka energie, tj. 1 Joule (J). Z definice dále plyne, že jednotkou tepelného toku je 1 J/s ( neboli 1 W )

Kinetická teorie plynů - tlak F S F S F S. 2n V. tlak plynu. práce vykonaná při stlačení plynu o dx: celková práce vykonaná při stlačení plynu:

Regulace frekvence a velikosti napětí Řízení je spojeno s dodávkou a přenosem činného a jalového výkonu v soustavě.

Odhady parametrů polohy a rozptýlení pro často se vyskytující rozdělení dat v laboratoři se vyčíslují podle následujících vztahů:

Příkon míchadla při míchání nenewtonské kapaliny

Správnost vztahu plyne z věty o rovnosti úhlů s rameny na sebe kolmými (obr. 13).

12. N á h o d n ý v ý b ě r

Nálitky. Obr. 1 Schematický přehled typů nálitků

Sedlové ventily (PN 6) VL 2 2cestný ventil, přírubový VL 3 3cestný ventil, přírubový

HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Doprava tekutin Čerpadla a kompresory (přednáška) Doc. Ing. Tomáš Jirout, Ph.D.

Průchod paprsků různými optickými prostředími

23. Mechanické vlnění

OPTIMALIZACE AKTIVIT SYSTÉMU PRO URČENÍ PODÍLU NA VYTÁPĚNÍ A SPOTŘEBĚ VODY.

Při sledování a studiu vlastností náhodných výsledků poznáme charakter. podmínek různé výsledky. Ty odpovídají hodnotám jednotlivých realizací

Návod pro výpočet základních induktorů s jádrem na síťové frekvenci pro obvody výkonové elektroniky.

MÍCHÁNÍ V KAPALNÉM PROSTŘEDÍ

1.7.4 Těžiště, rovnovážná poloha

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í Z F Y Z I K Y

HODNOTY, MĚŘENÍ STATOROVÝCH ODPORŮ

VŠB-TU OSTRAVA 2016/2017 KONSTRUKČNÍ CVIČENÍ. Teplovodní čerpadlo. Tomáš Blejchař

1. Definice elektrického pohonu 1.1 Specifikace pohonu podle typu poháněného pracovního stroje Rychlost pracovního mechanismu

Pružnost a pevnost. 9. přednáška, 11. prosince 2018

Chemie - cvičení 1- příklady

Matematika přehled vzorců pro maturanty (zpracoval T. Jánský) Úpravy výrazů. Binomická věta

KABELY. Pro drátové okruhy (za drát se považuje i světlovodné vlákno): metalické kabely optické kabely

1) Vypočtěte ideální poměr rozdělení brzdných sil na nápravy dvounápravového vozidla bez ABS.

FORT-PLASTY s.r.o., Hulínská 2193/2a, Kroměříž, CZ tel.: ,

procesy II Zuzana 1 Katedra pravděpodobnosti a matematické statistiky Univerzita Karlova v Praze

Středoškolská technika 2015 ŘEŠENÍ DOKONALÉHO TVARU MOSTNÍHO NOSNÍKU Z HLEDISKA POTENCIÁLNÍ ENERGIE - ŘETĚZOVKA

Bezpečnostní technika

Didaktika výpočtů v chemii


USTÁLENÉ PROUDĚNÍ V OTEVŘENÝCH KORYTECH

Základní požadavky a pravidla měření

HYDROMECHANICKÉ PROCESY. Míchání v kapalném prostředí (přednáška)

Měřící technika - MT úvod

Přednáška 7, 14. listopadu 2014

1) Pojem biotechnologický proces a jeho fázování 2) Suroviny pro fermentaci 3) Procesy sterilizace 4) Bioreaktory a fermentory 5) Procesy kultivace,

Základy chemických technologií

Senzory průtoku tekutin

ANALÝZA VLIVU NUMERICKÉ APERTURY A ZVĚTŠENÍ NA HODNOTU ROZPTYLOVÉ FUNKCE BODU

9 Míchání. I Základní vztahy a definice. Milan Jahoda

Spolehlivost a diagnostika

FYZIKÁLNÍ SEKCE. Vzorové řešení první série úloh

6 Intervalové odhady. spočteme aritmetický průměr, pak tyto průměry se budou chovat jako by pocházely z normálního. nekonečna.

ZÁKLADNÍ STATISTICKÉ VÝPOČTY (S VYUŽITÍM EXCELU)

UPLATNĚNÍ ZKOUŠEK PŘI PROHLÍDKÁCH MOSTŮ

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Senzory průtoku tekutin

sin n sin n 1 n 2 Obr. 1: K zákonu lomu

Návody pro Laboratoř z fyzikální chemie II

Geometrická optika. Zákon odrazu a lomu světla

Interakce světla s prostředím

HODNOCENÍ PŘÍSTROJŮ PRO MĚŘENÍ JAKOSTI ZIMNÍCH KAPALIN DO OSTŘIKOVAČŮ V PROVOZU

Základní teoretický aparát a další potřebné znalosti pro úspěšné studium na strojní fakultě a k řešení technických problémů

} kvantitativní znaky. korelace, regrese. Prof. RNDr. Jana Zvárov. Obecné principy

VÝMĚNA VZDUCHU A INTERIÉROVÁ POHODA PROSTŘEDÍ

Syntézy makromolekulárních sloučenin

Pojem času ve finančním rozhodování podniku

je číselná posloupnost. Pro všechna n položme s n = ak. Posloupnost

Vliv tváření za studena na pevnostní charakteristiky korozivzdorných ocelí Ing. Jan Mařík

1. Měření ve fyzice, soustava jednotek SI

Příloha-výpočet motoru

Téma: 11) Dynamika stavebních konstrukcí

Vytápění BT01 TZB II - cvičení

PRŮMYSLOVÉ PROCESY. Přenos hybnosti III Doprava tekutin čerpadla a kompresory

Plynově - chromatografická separace dusíkatých látek

IV-1 Energie soustavy bodových nábojů... 2 IV-2 Energie elektrického pole pro náboj rozmístěný obecně na povrchu a uvnitř objemu tělesa...

5 PŘEDNÁŠKA 5: Jednorozměrný a třírozměrný harmonický oscilátor.

Základní vlastnosti polovodičů

Technická univerzita v Liberci

Mezní stavy konstrukcí a jejich porušov. Hru IV. Milan RůžR. zbynek.hruby.

jako konstanta nula. Obsahem centrálních limitních vět je tvrzení, že distribuční funkce i=1 X i konvergují za určitých

veličiny má stejný řád jako je řád poslední číslice nejistoty. Nejistotu píšeme obvykle jenom jednou

Tento materiál vznikl díky Operačnímu programu Praha Adaptabilita CZ.2.17/3.1.00/33254

3. Lineární diferenciální rovnice úvod do teorie

V. Normální rozdělení

4.Mísení, míchání MÍCHÁNÍ

SEMESTRÁLNÍ PRÁCE Z PŘEDMĚTU

Transkript:

Kultivačí a produkčí zařízeí Laboratorí měřítko Baňky, labor. fermetor 1 5 l, poloprovoz. taky 5 2 l. Třepačka: výběr kmeů, fyziologie, kvalita surovi, převod do fermetoru limity D a dcg L = V ( Cg C dt A 1 ) D a = zdálivý dif. koef. V = objem baňky A = plocha průřezu zátky C o = parc. tlak O 2 vě baňky C g = parc. tlak O 2 v baňce L = délka zátky D a = -kostata x hustota zátky D a = - kost x hustota zátky Bioreaktory Lamiárí tlak trubkou v c t Turbuletí tok v c t

ícháí homogeí směs, zlepšeí sdíleí tepla a hmoty Itezita mícháí, v obv., Re, P/V Charakterizace podmíek v míchaém systému bezrozměrá kritéria I. Reyoldsovo kritérium pro mícháí Re. Vyjadřuje poměr setrvačích sil k silám vazkým vitří třeí - setrvačí síla/viskózí síla) Re = 2 d ρ µ = frekvece otáček míchadla d = průměr míchadla ρ = měrá hmotost vsádky µ = dyamická viskozita II. Eulerovo kritérium Eu - příkoové kritérium. Vyjadřuje bezrozměrý příko míchadla. Eu = P 3 d 5 ρ P = příko míchadla III. Froudovo kritérium Fr - vliv středového víru a příko (poměr setrvačích sil k silám tíhovým, pokud se tíhové síly výzamě uplatňují). d = g Fr 2

IV. Průtokové číslo K p K p V& = 3 V & = objemový průtok míchaé kapaliy d míchadlem V. Provzdušňovací kritérium N a ( průtokové číslo pro aeraci) V& g N a = 3 V & g = d průtok plyu přiváděého pod míchadlo d 3 je obvodová rychlost míchadla. Podobosti Podobost geometrická, dyamická, kiematická Určeí příkou míchadla příkoová charakteristika Pro geometr. podobá míchadla : a b Eu = A. Re. Fr A - bezrozměrá kostata a, b - expoety Tvar fukce experimetálě; a, b, A závisejí a charakteru prouděí a typu míchacího zařízeí. Eu φ = = f (Re ) b Fr, pokud b =, Eu = f(re ) Eu (log = a log Re b + Fr log A)

Příkoová charakteristika 1 2 φ 1 1 2 I II III 1 1 turbíové míchadlo 2 vrtulové míchadlo 1, 2 v ádobě s arážkami 1 1 2 bez arážek 1 1 1 2 2 3 1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Re I. : Re < 1 lamiárí oblast, lieárí charakteristika, a = -1, b = ( bez víru ), φ = Eu A závisí a typu míchadla a geometrii systému II. : 1 Re 1 4 přechodá oblast, a = f(re ) pro b: Re < 3 b = ( bez středového víru ), φ = Eu = A. Re a Re > 3 - počátek víru ( b ), projevují se arážky a Fr a P. Narážky bráí středovému víru, ale zvyšují P. Bez arážek vír sižuje P. III. Re > 1 4 turbuletí tok, přík. charakt. jsou přímky růzého sklou, a = kost., s arážkami a i b = Eu = kost.

bez arážek : 1 φ = Eu Fr α logre β α, β jsou fukcí d/d a typu míchadla (D - průměr ádoby). Pro dimezovaí výkou hacího motoru se vychází z P, ale rezerva a rozběh míchadla. Např. pro turbíové míchadlo: P e / P = 2,6 1, pro vrtulové míchadlo: P e / P = 2,6 33. P e - zvoleý výko elektromotoru pro poho míchadla. Příko míchadla v aerovaém systému Pg Pg,3 1 = f (Na P P ) Experimetálě : 1, Pg P,5 5 N a 1 Pokles eergie předaé míchadlem kapaliě ( aerovaé ) je zhruba síže o: 4 % u turbíových a lopatkových míchadel, 3 % u vrtulových, 1 % u diskových. Narážky : zabráit středovému víru a roztočeí kapaliy ( Re > 3 ). Délka, šířka, počet ovlivňuje P. Kombiace s topým hadem.

ícháí vsádkového systému Doba homogeizace T: doba potřebá k dosažeí homogeí kocetrace výsledé směsi látek v celém objemu ádoby. Staoví se experimetálě ástřik : a) elektrolytu koduktometrické símáí b) teplé kapaliy símáí teploty c) barviva kolorimetr d) kyseliy do kapaliy s idikátorem kolorim. e) kyseliy ebo louhu ph f) jié mísitelé kapaliy idex lomu g) izotopu G trubice, s mikroby začeé E. coli V V T = = c = c V& 3 K pd ct p V objem vsádky V & objemový průtok míchaé vsádky míchadlem T p středí doba primárí cirkulace průměrá doba mezi dvěma průchody částice kapaliy oblastí míchadla Pro ideál. mísič c = 1 Pro Re 5 T =& 4,1 3 HD 4 11 1/ 3 ( d ) Bezrozměrá veličia: T. T = f 1.. aj. Plá turbulece bez středového víru, T. = kost.

íra účiosti mícháí stupeň homogeity I pro daý čas I = 1 1 i i= 1 c c c c K K současé odebráí vzorků v reprezet. bodech ádoby, určeí kocetrace sledovaé složky c i pro daý čas homogeizace c - počátečí hodota ( před ástřikem ), c K - koečá hodota ( po dokoalé homogeizaci ) Přeos výsledků do většího měřítka ( scale-up ) Kost. Re, v obv. míchadla (πd), P/V, d D -,5 ( při kost d/d), k L a Proces do výroby: a) zabezpečit stabilitu produkčí kultury b) reprod. výtěžky, kvalita surovi, aalytické metody c) zvládutí procesu i v přísé asepsi d) zvyšováí produkce přes zásahy do fyziolog. a geetiky e) vypracováí metod pro izolaci produktu, čistěí a úpravy Vývoj techologie labor. pokus, poloprovoz, výrobí zařízeí..

Iokulačí stupeň µ bez lagu kultury - stáří buěk oproti µ iokulum (X) Rozdíly mezi podmíkami kultivace v baňkách a tacích Aparatura Příprava Sterilace Iokulum Kultivace živé půdy živé půdy (rozdíl mate- (rozdíl v době (růzý typ a riálů ) a způsobu doba sterilace přípravy baňka-sklo baňka-mauál. baňka-autokláv růzá doba růstu růzé mícháí, bez mícháí odlišými aerace, odpěňov kultivačími fermetor- ferm.-autom. ferm.-autokl. podmíkami erez. ocel míchadlem s mícháím, kotiuálí sterilátor

Paralelí kultivace Pomoc při převodu výsledků do většího meřítka. a) kotrolí laboratorí postup b) kotrola přípravy živé půdy. c) kotrola sterilace půdy d) kotrola iokula připraveého v tacích e) kotrola kultivačího procesu Např. : Kotrola a b c d e Produkce (%) 1 1 6 1 6 Sížeí výtěžků v taku odlišou sterilací

Sterilace relativí odolost E. coli 1 spory bakterií 3 spory hub 2 1 viry 1 5 Pokles počtu živých buěk : Tepelá destrukce mikrobů d dt = k =. e kt počet spor buěk ( v celém objemu ) v čase t = počet spor buěk po sterilizaci za čas t t doba sterilizace k ( měrá ) rychlost tepelé destrukce

Závislost k a teplotě Arrheiova rovice k = k k - kost. e E RT k, E laboratorě, 1 l ( k) = f t( ) T d dt = k e E RT. l = t k e E RT dt, při kost. T l = ke E RT. t

T ohřev prodleva ochlazeí t t 1 t 2 t 3 t celková doba sterilace: t = t 1 + t2 + t3 Sterilizačí kritérium S S = l celkový účiek: S = t kdt S = S + 1 + S2 S3

pro kost. T doba sterilace t : t = 1 k l k experimetálě l T 1 l T 2 t t Sterilace větších objemů V1 V 2 V 2 = 2V 1 S1 = l 2 S 2 = l = l { 2 + l,69

Změa doby sterilace: 1 1 1 t2 = / t2 t1 / = l 2 = l 2 + l k k k,69 1 t2 = + l { k k t