|
İçindekiler
Önsöz 3
Özgeçmiş 4
Semboller 21
Bölüm I.
Biyoreaksiyon Mühendisliği 13
Giriş 13
Biyoteknolojinitı Tarihsel Gelişimi 14
Bİyoteknolojİ Endüstrisinin Ekonomisi 16
Biyoteknolojik Proseslerin Yapısı 19
Biyoreaktörün Yapısı 21
J.6. Bİyoreaktörlerin İşletim Şekilleri 24
Kesikli Prosesler
24
Yarı Kesikli Prosesler 25
Sürekli Prosesler
25
1.7. Biyoproseslerin Oksijen İhtiyacına Göre
Sınıflandırılması 25
Aerobik
Prosesler 25
Anaerobik
Prosesler 25
L7.3.
Mikro-Aerobik Prosesler 25
1.8. Biyoreaksiyon Mühendisliği 26
L9.
Kitabın Konusu 30
Bölüm 2.
Mikroorganizmaların Yapısı ve Fonksiyonları 31
Giriş 31
Hücre Yapısı ve Fonksiyonu 31
Prokaryotik
Hücreler 31
Ökaryotik Hücreler
32
2.3. Hücre Türleri 33
Bakteriler 34
Fungi 36
Mayalar 36
Küfler 37
Algler
(Yosunlar) ve Protozoalar 37
2.4. Hayvan ve Bitki Hücreleri Hücreleri 38
Hayvan
Hücreleri 38
Bitki
Hücreleri 39
Bölüm 3.
Metabolik Yollar ve Mikrobiyal Enerjetik 41
Giriş
41
Biyoenerjetik: Biyolojik Enerji Üretim
Mekanizması 42
Metabolizmaya Genel Bakış 44
Giriş 44
Glikoliz 45
Sitrik Asit
Çevrimi 48
Solunum : 50
Glikozun
Yükseltgenme Stokiyometrisi 51
Biyosentez 53
Anaerobik Metabolizma 58
İkincil Metabolizma 60
Fotosentez 60
Metabolizmada Kesişme Noktalan 62
Özet 63
Bölüm 4.
Matematiksel Modeüemenin Temel İlkeleri 65
Giriş 65
Matematiksel Modellerin Kurulması , 66
Modellemenin Faydaları , 68
Balans Denklemleri •„ 69
Birikim Hızı ; ''.
69
Giriş ve Çıkış
Terimleri 69
Hız Denklemleri 72
Toplam Kütle ve
Bileşen Balansı '.. .; 72
Elementel
Balanslar ve Reaksiyon Hızlarının
Analizi 74
4.5. Biyoreaktör Çevresinde Enerji Balansı
78
Birikim Hızı 79
Yığın Akış
.............:.... 79
Isı Aktarım Terimi
;.. 79
Reaksiyon Isısı 79
Diğer Isı
Kaynakları 80
Genel Isı Balansı
: 80
4.6. Sistemin Modellenmesini Tamamlamak İçin
Gerekli Ek Denklemler..... 81
Bölüm 5.
Biyolojik Reaksiyonların Stokiyometrisi . 82
Giriş 82
Üreme 82
Kısıtlayıcı
Substrat 82
Üreme ve Ürün
Oluşum Mekanizması 85
Verim 89
5.3. Üreme ve Ürün Oluşumu Stokiyometrisi 94
Elementel
Balanslar 94
İndirgenme
Derecesi 98
Elektriksel
Yük Balansı 100
Ürün Oluşumu Olmayan ve Basit Azot
Kaynakları Üzerinde Üreme 112
Dışarıdan Elektron Alıcı Olmaksızın
Anaerobik Üreme 119
Oksijen Dışında Elektron Alıcı Kullanarak
Anaerobik Üreme 121
Genel Üreme ve Ürün Oluşum Stokiyometrisinin
Yazılması 123
Bölüm 6.
Biyolojik Reaksiyonların Termodinamiği 127
Giriş 127
Üreme Stokiyometrisi ". 129
Biyoreaksiyon
Mühendisliği 7
Yan
Reaksiyon Kavramı 129
Redoks Çiftlerinin Enerjetiği, Katabolik
Redoks Reaksiyonu 134
Üreme Kinetiğinin ve
Stokiyometrisinin Termodinamik Olarak
Öngörülmesi 136
Bakım
Katsayısı 136
Ölme Katsayısı
K, 140
Özgül Üreme
Hızı I4Ü
Üreme için
Gibbs Enerjisi 140
Verimlerin
Termodinamik Yolla Öngörülmesi 142
KOİ Verimleri
145
6.6.
Enerji Balanslarının Kurulması ve Reaksiyon
İsısının Hesaplanması
i47
Standart Halin
Seçilmesi 147
Elementel ve
Entalpi Balansları 152
Entalpİ ve
Serbest Entalpi ile İndirgenme
Derecesi
Arasındaki
ilişki 154
Aerobik Reaksiyonlarda İsı
Üretimi 154
Anaerobik Reaksiyonlarda Isı
Üretimi 162
Karışık Metabolizma 165
6.7.
Mikrobiyal Üremenin Termodinamik Analizi 166
Aerobik Üreme
166
Mef/ıafio&acterium
r/ıermûûMotro/7/ıicnm\\x\
anaerobik
üremesi 167
Endotermik
üreme 169
Entrupi
Balansı ve İkinci Yasanın Getirdiği
Kısıtlama 170
6.8.
Termodinamik Verimlilik 172
5.S.1. Aerobik
Üreme 172
6.8.2.
Anaerobik Ürün Oluşumu 177
Bölüm 7.
Reaksiyon Mekanizması ve Reaksiyon Hızlarının
Analizi 182
Giriş
182
Yapısal
Olmayan Reaksiyon Mekanizmaları 182
Yapısal
Reaksiyon Mekanizmaları 183
Kinetik
Hız Denklemleri 184
Genel İlkeler
184
Bakım Enerjisi
ve Endogenez Solunum 187
Ürün Oluşumu
Kinetik Modelleri 189
Substrat
Kullanımı Kinetik Modelleri 190
Ürün Oluşumu
Olmayan Aerobik Üreme 197
Dışarıdan
Elektron Alıcı Olmadan Anaerobik
Üreme 201
7.5.
Mikrobiyal Reaksiyonların Melabolik Modellenmesi
219
7.5.1 Giriş
219
Anaerobik
Proseslerin Enerjetiği 224
Aerobik
Proseslerin Enerjetiği 228
Metabolit
Oluşmaksızın Üreme 228
Metabolit
Oluşumu 230
Bölüm 8.
Reaksiyon Kinetiğinin Modellenmesi 241
Giriş 241
Kesikli Kültürde Üreme Kinetiği .-. 241
Üreme Hızına Etki Eden Faktörler 244
Üreme Hızının
Substrat Derişimine Bağlılığı 244
Çift Substrat
Kısıtlaması 256
Hücre
Inhibisyonu 257
Genelleştirilmiş Monod Denklemi 263
Termodinamik Açıdan Mikrobiyal Üreme
Kinetiği 278
ideal Biyoreaktörlerde Kinetik
Parametrelerin Ölçülmesi 281
Kesikli Kültür
281
Sürekli Kültür
287
"Wash-out"
Sırasında Mikroorganizmaların
Davranışı: maksimum
özgül
üreme hızını ölçülmesi ,
i... 290
Sıcaklık
Etkisi ,'. ':. 296
pH i , 2r8
Üremeye Etki
Eden Diğer Çevre Faktörleri 299
Bölüm 9.
Taşınım Olayları ve Biyoproseslerin Modellenmesi 300
Giriş 300
Kütle Aktarımı 300
Yayınma
Katsayısı ve Yayınırlık '....: 303
Gaz-Sıvı Kütle
Aktarımı 304
Gazların
Çözünürlüğü : 306
kL
için Kuramsal Modeller 308
Arayüzey Alanı
ve Kabarcıkların Davranışı 312
Kütle Aktarım
Katsayısı kLa
için Geliştirilen
Bağıntılar.......... 315
Kabarcık Kolonlar „ 315
Kanştırmalı Reaktörler 317
9.2.7. Oksijen
Dışındaki Gazlar için kLa
319
9.3. Biyoreaktörlerde Güç Tüketimi 319
9.3.1.
Karıştırmalı Reaktörler 319
t
9.3.2. Kabarcık Kolonlar 322
9.4. Isı Aktarımı 324
9.4.1.
Fermentasyon besiyerinin ısı aktarım
katsayıları 328
Karıştırmalı reaktörler 328
Kabarcık Kolonlar 329
9.5.
Biyoproseslerin Modellenmesi 332
Sıvı Fazı
Modeli 333
Caz Fazı
Modeli 333
Oksijen Balansı 333
Karbondioksit Balansı 336
9.5.3.
Metabolik Oksijen Kullanım Hızı 342
Bölüm 10.
KesikH Prosesler 351
Giriş ; 351
Proses Modeli 351
Oksijen Kısıtlaması 355
Bölüm 11.
Sürekli Prosesler 366
Giriş 366
Proses Modeli 366
Basit Monod
Modeli ile Sürekli Kültür 367
Monod Modeli
ve Bakım Metabolizması ile Sürekli
Kültür.. 370
Bakım Enerjisi
ve Ürün Oluşumu 372
Geri Döngülü Sürekli Reaktör.. 375
Çok
Kademeli Sürekli Reaktör Sistemleri 390
Piston Akış Reaktörleri.... '. 396
Sürekli Kültürde Çift Substrat Kısıtlaması:
Oksijen Aktarımı 398
Balans
denklemleri 399
Oksijen
kısıtlaması var ve çözünür substrat
aşırı miktarda.... 399
Çözünür
substrat kısıtlaması, oksijen aşırı
miktarda 400
Çift substrat
kısıtlaması 401
Bölüm 12. Yarı
Kesikli Prosesler 245
Giriş 425
Yarı Kesikli Prosesin Tercih Edildiği
Durumlar 425
Proses Modeli....: 426
Sabit
Beslemeli Yarı Kesikli Proses 429
Üstel
(exponentially) Beslemeli Yarı
Kesikli Proses 432
Özgül üreme hızının
(u=^m)
veya substrat
derişiminin
(S=S0) sabit olduğu
yarı kesikli proses
432
Hacimsel üreme
hızının, rx,
sabit olduğu yarı
kesikli
proses 434
12.4. Oksijen Kısıtlaması „. 460
|
