Reaktorer anvendt i bioindustrien er designet efter de samme generelle principper som reaktorer anvendt i den kemiske industri. Dog har bio-reaktorer nogle ganske specifikke karakteristika, som kræver specialviden indenfor kompleks støkiometri i metaboliske netværk. Ved brug af en kvantitativ tilgang bliver fermenteringsprocesser analyseret med hensyn til kontrol og optimering af operationen. Biokemi, mikrobiologi and kemiteknik anvendes til at opnå en større indsigt i den komplekse verden af bioreaktorer.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beregne kulstof og redox balancer for fermenteringsprocesser
Lave simple beregninger på enzymkatalyserede reaktioner
Lave metabolisk kontrolanalyse i simple reaktionsnetværk
Beregne varmeproduktionen i en fermenteringsproces
Analysere eksperimentelle data for reproducerbarhed vha. simple metaboliske modeller
Beskrive forskellige typer af vækstkinetikmodeller.
Designe optimale batch og kemostat fermenteringer baseret på simpel reaktionskinetik
Beskrive princippet i matematisk modellering af en fed-batch fermenteringsproces og hvordan det optimale procesdesign kan identificeres.
Beregne gas-væske masseoverførsel i en fermenteringsproces
Beskrive principperne for design og opskalering af en bioreaktor.
Kursusindhold:
Støkiometri af cellulære reaktioner og redoxbalancer. Udbyttekoefficienter og “black box” modeller. ATP balancer og energiniveauer inklusive varmebalancer. Metabolisk flux analyse af metaboliske netværk. Reaktionskinetik ved brug af ustrukturerede og strukturerede modeller.
Litteratur:
Bioreaction Engineering Principles, 2nd Edn, 2003, Jens Nielsen, John Villadsen and Gunnar Liden
