Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Biosynthesis of succinic acid in an integrated bioreactor

Maciej Hołówko

Abstract

The aim of this study was to propose and utilize a membrane reactor for cultures of bacterium Actinobacillus succinogenes 130Z for biosynthesis of succinic acid and establishing, on their basis, a mathematical model of the process. During preliminary studies it was concluded, that sucrose is the most advantageous substrate and magnesium carbonate is the most advantageous compound used for pH stabilization during growth of bacteria. Afterwards basing on data obtained from batch cultures values of yield coefficients and maximum specific growth rate were estimated. Productivity of batch cultures was 1 g succinic acid/ (L*h) in average, whereas the highest productivity obtained from integrated culture was 1.8 g succinic acid/ (L*h) at dilution rate set at 0.095 1/h which means almost double increase of productivity. Additionally a linear relationship between productivity and dilution rate was observed for dilution rates ranging from 0.062 to 0.095 1/h. Mathematical model of the process utilized an unstructured model describing changes in substrate, biomass and product concentrations, microbial growth has been described with Andrews equation combined with Zines-Roger equation describing repression of growth by the product. For parameters estimation MATLAB® software was used. Model describes experimental data accurately, both for batch and integrated cultures.
Record ID
WUT54caa518507a44a1ae40ca02e510cf3c
Diploma type
Master of Science
Author
Maciej Hołówko Maciej Hołówko,, Undefined Affiliation
Title in Polish
Biosynteza kwasu bursztynowego w bioreaktorze zintegrowanym
Supervisor
Małgorzata Maria Jaworska (FCPE/DBBE) Małgorzata Maria Jaworska,, Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering (FCPE/DBBE)
Study subject / specialization
, Biotechnologia Przemysłowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
09-07-2012
Issue date (year)
2012
Keywords in Polish
-
Keywords in English
-
Abstract in Polish
Celem pracy było zaproponowanie i wykorzystanie reaktora membranowego do hodowli bakterii A. succinogenes 130Z w celu biosyntezy kwasu bursztynowego a następnie opracowanie modelu matematycznego procesu. W ramach badań wstępnych stwierdzono, że sacharoza jest najkorzystniejszym substratem, zaś węglan magnezu jest najkorzystniejszym związkiem służący do stabilizacji pH hodowli. Na podstawie danych uzyskanych w hodowli okresowych oszacowano wartości współczynników wydajności oraz maksymalną właściwą szybkość wzrostu. Produktywność hodowli okresowych wyniosła średnio 1 g kw. bursztynowego/(L*h), natomiast maksymalna produktywność otrzymana w hodowlach zintegrowanych wyniosła 1,8 g kw. bursztynowego /((L*h), co oznacza prawie dwukrotny wzrost wydajności. Dodatkowo stwierdzono liniową zależność produktywności hodowli zintegrowanych od szybkości ich rozcieńczania w zakresie od 0,062 1/h do 0,095 1/h. Matematyczny opis hodowli wykorzystywał model niestrukturalny opisujący zmiany stężenia biomasy, substratu i produktu, wzrost mikroorganizmów opisano za pomocą równania Andrewsa z dodanym członem opisującym hamowanie produktem pochodzącym z równania Zinesa-Rogera. Do estymacji parametrów modelu wykorzystano program MATLAB®. Model dobrze opisuje dane doświadczalne, zarówno pochodzące z hodowli okresowych jak i hodowli zintegrowanych.
File
  • File: 1
    Praca magisterska Maciej Holowko.docx
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT54caa518507a44a1ae40ca02e510cf3c/
URN
urn:pw-repo:WUT54caa518507a44a1ae40ca02e510cf3c

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page