Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Study of microbial production of succinic acid

Ewa Piotrowska

Abstract

The aim of this study was to model kinetics of succinic acid production by bacteria Actinobacillus succinogenes 130Z. Work of fed-batch reactor was modeled by the use of proposed models of biomass growth, glucose assimilation and succinic acid production. Specific growth rate (μ) was described by a model that combine Roger-Zines equation describing product inhibition and Andrews equation describing substrate inhibition. The rate of product accumulation was described by Luedeking-Piret equation. Presented model predicts the fermentation process with a satisfactory accordance. Kinetic parameters in the proposed model were determined using fed-batch culture data. The average values are respectively: cell maintenance energy coefficient m = 0,0 1/h, nongrowth-associated succinic acid formation parameter b = 0,0 1/h, substrate saturation constant KS = 5,9 g/dm3, product inhibition constant KP = 32,8 g/dm3, substrate inhibition constant Ki = 100,3 g/dm3. However, the average value of the growth-associated succinic acid formation parameter was not determined. Values of this parameter are within two ranges: 29,1-35,4 and 2,1-5,2 [-]. Due to the lack of literature data on the coefficient for succinate fermentation it is difficult to conclude which value is correct. Determined KP value is at least three times lower than indicated in literature suggesting that bacteria A.succinogenes used in research are more sensitive to high concentrations of the product. Zero value of m and b parameters indicate that under fed-batch culture conditions maintenance energy and production of succinic acid not associated with growth are insignificant in terms of mass balance.
Record ID
WUTfbde7658341d4812beb49ef312110180
Diploma type
Master of Science
Author
Ewa Piotrowska Ewa Piotrowska,, Undefined Affiliation
Title in Polish
Badania mikrobiologicznego wytwarzania kwasu bursztynowego
Supervisor
Krzysztof Szewczyk (FCPE) Krzysztof Szewczyk,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Study subject / specialization
, Biotechnologia Przemysłowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
17-01-2012
Issue date (year)
2012
Keywords in Polish
-
Keywords in English
-
Abstract in Polish
Celem niniejszej pracy było podjęcie próby modelowania fermentacji bursztynianowej prowadzonej przy użyciu bakterii A.succinogenes 130Z oraz próba modelowania pracy reaktora półokresowego za pomocą zaproponowanych modeli wzrostu biomasy, asymilacji glukozy i produkcji kwasu bursztynowego. Właściwą szybkość wzrostu (μ) opisano modelem, w którym połączono równanie Zinesa-Rogera opisujące inhibicję produktem oraz równanie Andrewsa opisujące inhibicję substratem. Do opisu szybkości wytwarzania produktu wykorzystano równanie Luedekinga-Pireta. Zgodność danych doświadczalnych z zaproponowanym modelem była zadawalająca. W pracy wyznaczono parametry kinetyczne w zaproponowanym modelu przy wykorzystaniu danych uzyskanych w hodowli półokresowej. Średnie wartości parametrów wynoszą odpowiednio: współczynnik przemiany podstawowej m = 0,0 1/h, współczynnik empiryczny wytwarzania produktu niezwiązany ze wzrostem b = 0,0 1/h, stała nasycenia KS = 5,9 g/dm3, stała inhibicji produktem KP = 32,8 g/dm3, stała inhibicji substratem Ki = 100,3 g/dm3. Nie wyznaczono jednak wartości średniej współczynnika empirycznego wytwarzania produktu związanego ze wzrostem a, gdyż jego wartości mieszczą się w dwóch przedziałach: 2,1-5,2 oraz 29,1-35,4 [-]. Ze względu na brak danych literaturowych dotyczących wartości współczynnika trudno jest wnioskować, która wartość jest poprawna. Wyznaczona wartość KP jest około trzy krotnie mniejsza niż podana w literaturze, co może sugerować, że bakterie A.succinogenes stosowane w badaniach są bardziej wrażliwe na wysokie stężenie produktu. Zerowe wartości parametrów m i b wskazują, że w warunkach prowadzonych hodowli półokresowych przemiana podstawowa i wytwarzanie kwasu bursztynowego niezwiązane ze wzrostem są nieistotne z punktu widzenia bilansu masy.
File
  • File: 1
    Piotrowska kwas bursztynowy 2.docx
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTfbde7658341d4812beb49ef312110180/
URN
urn:pw-repo:WUTfbde7658341d4812beb49ef312110180

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page