1 / 36

C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens

offline kémiai elemzés kolorimetria* NH 4 + - és NH 3 -elektród pH-sztát: NH 3 -fogyás NO 3 - elektród NH 2 -N (antibiotikumok). *Online is: pl. FIA. DO és DCO 2 gázelemzés MS K L a. indirekt: O 2 -fogyasztásból hőmérleg kalorimetria.

norman-owens
Download Presentation

C/E + O 2 + N +  egyéb tt. komponens

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. offline kémiai elemzés kolorimetria* NH4+- és NH3-elektród pH-sztát: NH3-fogyás NO3- elektród NH2-N (antibiotikumok) *Online is: pl. FIA DO és DCO2 gázelemzés MS KLa indirekt: O2-fogyasztásból hőmérleg kalorimetria C/E + O2 + N + egyéb tt. komponens X + Pi + CO2 + HŐ offline kémiai elemzés kolorimetria* refraktív index viszkozitás kromatográfia: HPLC, gázkromatográfia: EtOH,MeOH… indirekt mérések kémiai elemzés, pH, viszkozitás kromatográfia MS, MS-GC katás alapján: Biológiai titrálás, agardiffúzió K+, Mg2+, PO43- offline kémiai elemzés kolorimetria* ionszelektív elektródok

  2. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás FIZIKAI KÉMIAI BIOLÓGIAI változók Folytonos reaktor Mérések változók Diszkrét Környezeti LEHET ON LINE vagy OFF LINE

  3. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás PRIMÉR MÉRT VÁLTOZÓK mindkettő lehet szabályozókör inputja INDIREKT SZÁMOLT VÁLTOZÓK (gateway sensors)

  4. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás Legáltalánosabban mért fizikai változók: *Hőmérséklet ** nyomás ** *áramlási sebesség (folyadékok, gázok)** térfogat és/vagy tömeg keverősebesség ** teljesítmény felvétel habszint** viszkozitás turbiditás Legáltalánosabban mért kémiai változók: pH ** Elektródpotenciál Si……Pj DO , * DCO2 sejtkoncentráció Mérések és szabályozás minimális szintje ** Néha több helyütt a bioreaktorban* Mérések minimum szintje *

  5. BIM2 2002 INDIREKT SZÁMOLT VÁLTOZÓK pH és lúgadagolás savképződési sebesség gázáramlási sebesség hőmérséklet, nyomás O2 és CO2 az elmenő gázban Cukorszint Cukoradagolási sebességHOZAM Teljesítményfelvétel + keverősebességlátszólagos viszkozitás OUR RQ CER Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás

  6. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás SEJTNÖVEKEDÉS MÉRÉSI MÓDSZEREK Direkt módszerek szárazanyag nefelometria turbidimetria** impedometria elekronikus részecske számlálás optikai mikroszkópia élősejtszám ultrahang** (acoustic resonance densitometry) Indirekt v. Származtatott módszerek biolumineszcencia** kemilumineszcencia** radiometria sejtkomponens analízis MS** NMR IR, NIR** anyagmérleg (massbalancing) sztöhio.... Legtöbb off line néhány on line ** is Destruktív módszerek NINCS ÁLTALÁNOSAN ALKALMAZHATÓ

  7. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás Szárazanyag meghatározás Sejtelválasztás után (szűrés membránon) szárítás 105 oC-on Csak tükrös tápoldatnál!!! Optikai denzitás meghatározás TURBIDIMETRIA Lambert-Beer tv. NEFELOMETRIA 550-600 nm fényúthossz Sejtszuszpenzió sűrűség Csak tükrös tápoldatnál!!!, csak egysejtűeknél DE....... NIR 1000 nm

  8. vákuum ~ ellenállás NaCl méretfüggő Sejt útja a kapillárisban elektródák Kapilláris 1-50 μm

  9. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás SEJTSZÁM MEGHATÁROZÁS Mikroszkóp: Buerker-kamra Élősejtszám:........ Elekronikus sejtszámlálás ~ ellenállás vákuum méretfüggő NaCl Kapilláris 1-50 μm

  10. ablak 1000 nm 1000 nm küvetta nefelometriás turbidimetriás

  11. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás

  12. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás citofluoriméter

  13. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás GÁZANYAGCSERE MÉRÉSE Mit kell mérni? Levegő áramlási sebesség hőmérséklet gázösszetétel IR CO2 hövezetőképesség Paramágneses O2 Tömegspektrométer CO2, O2,..... Drága,de....

  14. levegő fűtőspirál hőmérő hőmérő elektromos teljesítmény- mérő Mass-flow meter

  15. BIM2 2002 q1 T1 p2 p1 xxxxxx Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás O2 be CO2 be T2 q2 N2 be O2 ki CO2 ki = N2 ki

  16. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás =

  17. Abluft Analyse einer Batch Fermentation 22 4 20 3 18 RQ und %CO2 in der Abluft %O2 in der Abluft 16 2 14 1 12 O2 CO2 0 10 RQ 10 15 20 25 30 35 40 45 Zeit [hr]

  18. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás OXIGÉNÁTADÁSSAL kapcsolatos mérési módszerek 1. Statikus módszer: szulfitoxidációs módszer 2. Dinamikus módszer: Kla dinamikus meghatározása (3.Gyakorlaton alkalmazott módszer: kombináció)

  19. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás 1. Statikus módszer: szulfitoxidációs módszer Cu 2+ ,Co 2+ Na2SO3 + ½ O2 Na2SO4 • 0-ad rendű rekció az SO32- -ra nézve (0,1-1 Na2SO3 ) • ha van katalizátor: 10-3 – 10-4 mol/l • Gyakorlatilag irreverzibilis • Gyakorlatilag pillanatszerű C = 0 Na2SO3 rekciósebesség mg O2/l.min mmol O2/l.min tgα=r OTR!!, de:enhancement factor... OTRszulfitmérés>OTRfermentáció idő

  20. C C * N2 KLa t t Levegő indul 2.Kilevegőztetéses módszer- gassing-out

  21. BIM2 2002 Lev.leállítás C t Lev. újraindul Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás 3. Dinamikus módszer: Kla dinamikus meghatározása Linearizálás:

  22. BIM2 2002 C C* Mi kell hozzá? Folytonos O2 mérés Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás

  23. Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás - üvegbot Clark - elektród (Pt/Ag(KCl)) Anód henger:Ag Katódfolyamat: - - O +2H O+2e H O + 2OH 2 2 2 2 amperometriás - - H O +2e 2OH 2 2 anódfolyamat: - - 4Ag + 4Cl 4AgCl + 4e - Mackereth, Johnson Borkowski elektród Au /Pb (AcOH+Pb(OAc) ) 2 Katódfolyamat: galvanikus - membrán - 1/2O + H O+2e 2OH 2 2 PE,PTFE anódfolyamat: 2+ Pb Pb + 2e - 1/2O + Pb+ H O Pb(OH) 2 2 2 elektrolit katód Pt 10 - 100 μ m DO-mérés : C kicsi, dc/dt nagy mintavétel,off line mérés lehetetlen a.: tubing módszer b: elektrokémiai detektorok Ag/Ag+

  24. FOLYADÉK ELEKTROLIT FILM FŐTÖMEG 2 1 3 Katód 1 membrán 1,2,3:DIFFÚZIÓS HATÁRRÉTEGEK

  25. BIM2 2002 Polarográfiás görbe I O2 levegő N2 mV 600 800 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás NEM O2 KONCENTRÁCIÓT MÉR! Depozit( AgCl, bázikus PbOAc az anód felületen, időnként megújítandó I= kDS.pO2 / X = nFA S/X pO2 O2 par. nyomás membránvastagság Faraday áll. Diff.a membránban katódfelület Oldhatóság a membránban

  26. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás IDŐKÉSÉS! FOLYADÉKFILM K EL m Írjuk le elsőrendű időállandóval (egytárolós tag) Itt A=1 Deriváljuk! Linearizálás:

  27. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás C*

  28. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás Ha nincs mikroba jelen: analitikus megoldás: Szimmetrikus!

  29. BIM2 2002 t Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás (3.Gyakorlaton alkalmazott módszer: kombináció) Egységugrás: Na2SO3 100% 0,63 1 \ t T l.: CHEM\O:\otkatas\konyvek\bim\lab......

  30. Egységugrás: Na2SO3 100% 0,63 Normált diagram 1 t T Kísérlet diagramja 1 t

  31. BIM SB 2001 Enzimlektród i a.) FESZÜLTSÉG b) platina katód c) ezüst anód d) Telített KCl oldat e.) biokatalizátor rögzített enzim f) acetát membrán (oxigénre áteresztő) g) analyte h) polycarbonate membrán (permeábilis oxigénre, szubsztrátra termékre) i) az elektródok között folyó áram

  32. Enzimlektród 2 ELEKTRÓDFOLYAMAT PÉLDA MEDIÁTOR

  33. Enzimlektród 3 POTENCIOOMETRIÁS

  34. BIM SB 2001 BIOSZENZOR a) Biocatalyst - converts the analyte into product. b) Transducer - detects the occurrence of the reaction and converts it into an electrical signal. c) Amplifier - amplifies the usually tiny signal to a useable level. d) Microprocessor - signal is digitised and stored for further processing, e.g. integration, derivatisation, etc. e) Display - usually need a real-time display of the analyte concentration.

  35. BIM2 2002 Fermentációs folyamatok nyomonkövetése: mérés, szabályozás

More Related