180 likes | 297 Views
BIM2 2002. Fermentlevek reológiai viselkedése. Alapfogalmak. bels ő súrlódás 1. NEWTON - i fluidumokra τ a fluidumra ható nyírófeszültség (er ő /felület) nyírósebesség, a fluidum sebesség gradiense
E N D
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése Alapfogalmak belső súrlódás 1.NEWTON-i fluidumokra τa fluidumra ható nyírófeszültség (erő/felület) nyírósebesség, a fluidum sebesség gradiense a fluidum dinamikai viszkozitásakg/m.s = Pa.s = 10P =1000 cP
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése Mindennapi életben előforduló nyírósebességek Keverők 100 - 10 000 s-1 vágás késsel 5.106 s-1 forgó, kent alkatrészek 107 - 108 s-1 Néhány newtoni fluidum viszkozitása 20 oC-on Víz 10-3Pa.s tej 1,4.10-3 20%-os cukoroldat 2,0.10-3 glicerin 10-1
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése 2. PSEUDOPLASZTICITÁS app a látszólagos viszkozitás (Pa.s, cP).
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése HATVÁNYTÖRVÉNY y határnyírófeszültség K ún. plasztikus viszkozitás vagy rigiditás. 3. DILATÁNS reológiai karakter n 1 4. BINGHAM-plasztikus Bingham-test y után newtoni viselkedés 5. CASSON test y után pszeudopl. viselkedés
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése yK n Newtoni 0 1 Pszeudoplasztikus 0 konzisztencia index 1 Dilatáns 0 konzisztencia index 1 Bingham 0y plasztikus viszkozitás 1 Casson 0y plasztikus viszkozitás 1
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése 6. időfüggő viszkozitás nyírás időtartama befolyásolja a látszólagos viszkozitás értékét. Ha adott idõpontban az ilyen fluidum dilatáns viselkedésû, akkor reopektikus, ha pszeudoplasztikus, akkor tixotróposreológiai karakterrel van dolgunk. 7. Időfüggő viszkozitás esetén sokszorhiszterézis jelenség
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése Fermentlevek esetében az extrém reol visekedés okai: 1. mikroba koncentráció növekedése Egysejtű mikroorganizmusok fermentlevei általában newtoniak nagy sejtkoncentráció mellett is, pelletes gombáké is. Baktériumok és élesztők szuszpenzióira módosított Einstein-egyenlet b állandó (6-8 közötti) szuszpendált sejtek térfogata / össztérfogat.
BIM2 2002 cP 0 1500 3000 4500 6000 3 70 80 90 100 g/dm Fermentlevek reológiai viselkedése pékélesztő 80 g/dm3 sejtkoncentrációk esetén is csekély a viszkozitás növekedés. 100 g/dm3 felett a newtoni karakter pszeudoplasztikussá alakul.
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése 2.extracelluláris termékek, dextrán, leván, xantán,foszfomannán, poli--hidroxi-vajsav nemkívánatos felületi poliszacharidok, nyálkaszerű anyagok rontják a sejtfeldolgozás műveleti hatékonyságát. Tápoldat megfelelő megválasztásával (N-forrás) eliminálható (néha)
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése 3. fonalas baktériumok és fonalas gombák pszeudoplasztikus, esetenként Bingham plasztikus viselkedés oka: határozott fonal szerkezetet alakítanak ki antibiotikum fermentációk (gombák vagy Actinomiceták) app helyről-helyre változhat tömeg/hő-átadási problémák szabályozási problémák (pH) rossz keveredési viszonyok holt terek: S CO2, O2…
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése Endomyces sp. glükoamiláz fermentációjának reológiai képe
BIM2 2002 P o = N P 3 5 r N D i - 2 2 n 2 r D N ND n é ù i i vagy ê ú ê ú m 0 , 1 K 6n + 2 ë û Fermentlevek reológiai viselkedése ahol K a konzisztencia index n pedig a hatványtörvény index. MÓDOSITOTT Re Re 50 lamináris tartományra Re50 turbulens tartományra
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése A nyírás hatása a növekedésre fonalas bakt., gombák ferm.lé-szerkezet nem newtoni viselkedés keverõ fordulatszáma NYÍRÁS sejtek fizikai károsodása
BIM2 2002 Fermentlevek reológiai viselkedése Nyírásérzékeny sejtek! Állati, növényi Pelletes fonalasok: nyírás két módon roncsolhatja a göböket: pellikulumok szakadoznak le, göbök közvetlen szétesése "göbkopási" folyamat : DP a pillanatnyi pelletátmérő göbszétesési folyamat kinetikája: n göb koncentráció kr(erõsen függ a keverés körülményeitől)