Help
Options
Didn't know it?
click below
click below
Knew it?
click below
click below
Don't Know
Remaining cards (0)
Know
retry
shuffle
restart
0:00
Embed Code - If you would like this activity on your web page, copy the script below and paste it into your web page.
Normal Size Small Size show me how
Normal Size Small Size show me how
Bioprocesowa - W7&8
Wykład 7 i 8
| Question | Answer |
|---|---|
| Rodzaje sterylizacji termicznej | Okresowa (suszarki, autoklawy), ciągła (przepływowe wymienniki ciepła) |
| Na czym polega bezpośrednia sterylizacja okresowa? | Bezpośrednie wprowadzenie pary wodnej do sterylizowanego urządzenia (przewody, fermentory (puste, napełnione) |
| Na czym polega pośrednia sterylizacja okresowa? | Para wodna w płaszczu lub wewnętrzna wężownica fermentora (fermentory wraz z pożywką) |
| Na czym polega przeponowa sterylizacja ciągła? | Występuje przegroda poprzez którą następuje wymiana ciepła. |
| Na czym polega bezprzeponowa sterylizacja ciągła? | Bezprzeponowe wprowadzenie pary do medium sterylizowanego. |
| Jak sterylizuje się mleko metodą bezprzeponową? | Kontakt produktu może mieć miejsce w wyniku wtrysku pary do strumienia, np. mleka w tzw. iniektorze zainstalowanym w rurociągu lub w komorze infuzyjnej wypełnionej parą, do której wtryskuje się mleko. |
| Oziębienie próżniowe | Wprowadzenie odgrzanej cieczy do komory próżniowej. Ciśnienie odpowiada temperaturze nasycenia pary wodnej równej żądanej końcowej temperaturze ochłodzenia produktu. Ciecz wrze kosztem ciepła przegrzania. |
| Ogrzewanie przeponowe - aparaty pracujące w przeciwprądzie | Czynniki biorące udział w wymianie ciepła przepływają wzdłuż dzielącej je ścianki w kierunkach odwrotnych |
| Ogrzewanie przeponowe - aparaty pracujące we współprądzie | Czynniki biorące udział w wymianie ciepła przepływają wzdłuż dzielącej je ścianki w tych samych kierunkach |
| Ogrzewanie przeponowe - aparaty pracujące w prądzie mieszanym | Jeden z czynników przepływa tylko w jednym kierunku, natomiast drugi czynnik przepływa raz w jednym, raz w drugim kierunku |
| Ogrzewanie przeponowe - aparaty pracujące w prądzie krzyżowym | Kierunku przepływu czynników są do siebie prostopadłe |
| Jakie niekorzystne zjawiska mogą zajść przy sterylizacji pożywek? | Karmelizacja roztworów cukru, denaturacja białek (źródło azotu), dezaktywacja witamin, czynników wzrostowych, reakcje aldoz z aminokwasami i innymi związkami zawierającymi grupy aminowe, polimeryzacja nienasyconych aldehydów, hydroliza związków |
| Jak zapobiega się niekorzystnym zjawiskom podczas sterylizacji pożywek? | Oddzielna sterylizacja poszczególnych grup substratów, regulacja pH, sterylizacja ciągła |
| Jakie są zalety sterylizacji ciągłej? | Skrócenie czasu procesu (wyższe temp. ok 140 °C), kontrola czasu kontaktu oraz temperatury, mniejsze zużycie energii, większa wydajność, mniejsza degradowalność składu pożywki (krótki czas procesu sterylizacji) |
| Jak klasyfikuje się techniki hodowlane ze względu na sposób prowadzenia procesu? | Hodowle okresowe, hodowle okresowe z ciągłym dozowaniem pożywki, hodowle ciągłe |
| Hodowla okresowa (batch culture) | System zamknięty - określona ilość pożywki. |
| Jakie występują etapy wzrostu populacji w hodowli okresowej? | Faza adaptacji, przyspieszenie wzrostu, wzrost wykładniczy, hamowanie wzrostu, faza stacjonarna. Należy zakończyć hodowlę na etapie hamowania wzrostu. |
| Na czym polega hodowla okresowa? | 1.Załadowaniu pożywki do fermentora, 2.Wysterylizowaniu pożywki i fermentora, 3.Zaszczepienie materiału posiewowego 4.Namnażanie mikroorganizmów |
| Zalety hodowli okresowej? | Prostota prowadzenia operacji, łatwość utrzymania warunków jałowych |
| Wady hodowli okresowej | Niska produkcyjność procesu, brak możliwości regulacji stężenia substratu |
| Kiedy używa się hodowli okresowych? | Do namnażania biomasy mikroorganizmów, produkcji pierwotnych produktów metabolizmu (wytwarzanych w czasie wzrostu wykładniczego), wtórnych produktów metabolizmu uzyskiwanych w fazie stacjonarnej. |
| Hodowla z okresowym zasilaniem (fed batch culture) | Biomasa akumulowana = biomasa dopływająca + przyrost biomasy - komórki martwe |
| Hodowla półokresowa? | Hodowla okresowa z ciągłym dozowaniem pożywki do fermentora. Objętość czynna fermentora jest zmienna. |
| Jakie są dwa sposoby prowadzenia procesu w hodowli półokresowej? | Ze stałym natężeniem pożywki lub ze stałym stężeniem w fermentorze substratu limitującego wzrostu (zmienne natężenie dopływu pożywki). |
| Czym charakteryzuje się hodowla półokresowa gdzie natężenie dopływu pożywki jest stałe? | Początkowo wzrost ma charakter wykładniczy (duże stężenie substratu), Potem substrat w całości przekształcany jest w biomasę - wzrost linowy. Wzrost liniowy - ogólna ilość biomasy w fermentorze przyrasta liniowo z czasem. |
| Czym charakteryzuje się hodowla półokresowa gdzie stężenie substratu limitującego wzrost jest stałe (natężenie dopływu pożywki jest zmienne)? | Wzrost prędkości zasilania przekłada się na przyrost biomasy w reaktorze. Utrzymanie stałego stężenia substratu wymaga wykładniczego zwiększania natężenia zasilania. |
| Na czym polega powtarzalna hodowla półokresoa? | Opróżnienie fermentora do objętości Vo (brak kolejnego procesu adaptacji). |
| Zalety hodowli półokresowej | Duża elastyczność prowadzenia hodowli, możliwość kontrolowania stężenia substratu, możliwość automatyzacji procesu |
| Wady hodowli półokresowej | Konieczność jałowego dozowania pożywki, niebezpieczeństwo degeneracji szczepu w hodowlach wielokrotnych |
| Przykłady hodowli półokresowej | Produkcja drożdży piekarskich, produkcja penicyliny |
| Hodowla ciągła | Fermentor przepływowy zasilany pożywką, płyn pofermentacyjny z biomasą odprowadzany w sposób ciągły |
| Czym charakteryzuje się hodowla ciągła? | Natężenie dopływu pożywki=natężenie odbioru płynu z fermentora. Szybkość odprowadzania biomasy z reaktora=szybkość jej przyrostu w bioreaktorze |
| Jakie są ograniczenia hodowli ciągłej? cz. 1 | Stężenie biomasy w fermentorze jest proporcjonalne do stężenia substratu w strumieniu wlotowym. Wraz ze wzrostem przepływu przez fermentor wzrasta stężenie substratu w strumieniu odpływowym, maleje zaś stężenie biomasy . |
| Jakie są ograniczenia hodowli ciągłej? cz. 2 | Szybkość przepływu nie może być większa od maksymalnej szybkość wzrostu. Stężenie substratu limitujące wzrost w strumieniu opuszczającym reaktor, nie może być większe od tężenia w strumieniu dopływającym do rektora. |
| Kiedy w hodowlach ciągłych osiąga się maksymalną produkcyjność? | Maksymalna produkcyjność - przepływy bliskie wymywaniu Hodowle ciągłe prowadzi się w warunkach suboptymalnych. |
| Czym jest efekt przemiany podstawowej, obecny w hodowli ciągłej dla małych szybkości wzrostu? | Zużywanie przez komórki część energii na podtrzymanie funkcji życiowych. |
| Co definiuje właściwą szybkość wzrostu w przypadku hodowli ciągłej? | Właściwa szybkość wzrostu=szybkość rozcieńczania. |
| Kiedy stosujemy hodowlę ciągłą? | Otrzymywanie biomasy, otrzymywanie metabolitów wtórnych, mikroorganizmy rosną w środowisku o najwyższym stężeniu produktów metabolizmu |
| Na czym polega hodowla ciągła z recyrkulacją biomasy? | Separator-umożliwia zawracanie biomasy do fermentora |
| Jakich technik używa się do wydzielania biomasy mikroorganizmów? | Filtracja, flokulacja i sedymentacja, wirowania |
| Jakiej wielkości pory zatrzymują bakterie w przypadku filtracji? | 0.1- kilkunastu μm |
| Jakiej wielkości pory zatrzymują wirusy w przypadku filtracji? | 0.02-0.3 μm |
| Jakiej wielkości pory zatrzymują drożdże w przypadku filtracji? | 20 μm |
| Jakie rodzaje filtracji używane są do filtracji biomasy? | Filtracja plackowa, objętościowa, dynamiczna. |
| Filtracja plackowa | Cząsteczki stałe zatrzymywane są na placku filtracyjnym wytworzonym na przegrodzie filtracyjnej. |
| Zastosowanie filtracji plackowej | Wydzielenie grzybni, drożdży, bakterii poddanych flokulacji, krystalicznych metabolitów, precypitatów. |
| Wady filtracji plackowej | Duża ściśliwość osadów związków biologicznych. mała przepuszczalność osadów, lepkość zawiesiny wzrasta wraz ze wzrostem jej stężenia |
| Rodzaje wirowania używane do wydzielania biomasy | Wirówki sedymentacyjne (otrzymanie zagęszczonej zawiesiny biomasy). Wirówki filtracyjne (końcowe wydzielenie biomasy lub stałych produktów biosyntezy) |
| Jakiej techniki używa się do wydzielania drożdży z płynu pohodowlanego? | Filtracji |
| Jakiej techniki używa się do wydzielania grzybów z płynu pohodowlanego? | Filtracji |
| Jakiej techniki używa się do wydzielania bakterii z płynu pohodowlanego? | Wirowania |
| Metody usuwania kwasów nukleinowych z biomasy mikroorganizmów | Hydroliza alkaliczna, ekstrakcja, hydroliza enzymatyczna, wykorzystanie enzymów endogennych |
| Hydroliza alkaliczna a usuwanie kwasów nukleinowych z biomasy mikroorganizmów | Metoda szybka, prosta, ale powoduje straty masy i wartości odżywczych |
| Ekstrakcja a usuwanie kwasów nukleinowych z biomasy mikroorganizmów | Szybka i prosta metoda, umożliwia usunięcie spolimeryzowanego RNA, ale powoduje straty masy i azotu, konieczne jest usuwanie resztek rozpuszczalnika |
| Hydroliza enzymatyczna a usuwanie kwasów nukleinowych z biomasy mikroorganizmów | Szybka i prosta metoda, droga (wysoki koszt RNAzy) |
| Wykorzystanie enzymów endogennych a usuwanie kwasów nukleinowych z biomasy mikroorganizmów | Dezintegracja komórek oraz inkubacja (15-20 min.) w obecność chlorku sodowego (dodatek 0,1% soli - redukcja RNA o 75%), następnie precypitacja białek (schłodzenie do T <30C lub pH poniżej 5 (HCl) -precypitat białkowy jest filtrowany, przemywany, suszony. |
| W jakich przypadkach należy dezintegrować ściany komórkowe? | Gdy metabolity nie wydzielane do płynu hodowlanego |
| Jak dezintegruje się komórki zwierzęce? | Mechaniczne metody: homogenizatory, młyny |
| Jak dezintegruje się ściany komórkowe w skali przemysłowej? | Metoda ciśnieniowa lub mielenie w młynach kulowych |
| Na czym polega dezintegracja ścian komórkowych poprzez homogenizatory ciśnieniowe? | Schłodzenie zawiesiny kom. do 4- 5 °C - rozpad kom. podczas ekspansji zawiesiny przy wypływie przez dyszę pod ciśnieniem (60 – 120 MPa). Przyrost T o ok. 2,2-2,4 °C na każde 10 MPa -ponowne schłodzenie płynu po rozprężeniu -proces powtarza się . |
| Na czym polega dezintegracja ścian komórkowych poprzez młyny kulkowe? | Niszczenie ścian komórkowych - zbudowane z poziomych bębnów z wypełnieniem kulkami szklanymi o średnicy 0,3-0,4 mm |
| Jak dezintegruje się ściany komórkowe w skali półtechnicznej i laboratoryjnej | Dezintegratory ultradźwiękowe, metody enzymatyczne, zamrażanie i rozmrażanie, operacje termiczne i suszenie, szok osmotyczny, metody chemiczne, metody biologiczne |
| Na czym polega działanie dezintegratorów ultradźwiękowych? | Energia ultradźwięków – efekt kawitacji działający destrukcyjnie na komórki |
| Na czym polega działanie metod enzymatycznych na dezintegrację komórki? | Enzymy proteolityczne rozkładają ściany komórkowe, czynniki sprzyjające autolizie komórkowej: sole nieorganiczne, środki powierzchniowo czynne, rozpuszczalniki organiczne |
| Jakie metody chemiczne stosuje się do dezintegracji komórki? | Działanie ługów, kwasów, detergentów, antybiotyków, rozpuszczalników organicznych |
| Jakie metody biologiczne stosuje się do dezintegracji komórki? | Liza fagami, substancje hamujące syntezę błony komórkowej |
| Jakie metody stosuje się do zagęszczania roztworów? | Zagęszczanie termiczne, ekstrakcja, ultrafiltracja, odwrócona osmoza, precypitacja |
| Od czego zależy rozpuszczalność białek? | Rozpuszczalność białek zależy od temperatury i obecności precypitanta |
| W obecności jakich związków precypitują kwasy nukleinowe? | Sole manganu, siarczan streptomycyny, siarczan protaminy, polietylenoimina |
| W obecności jakich związków precypitują białka? | Siarczan sodu, siarczan amonu, rozpuszczalniki organiczne (etanol, metanol, izopropanol), polimery (polietylenoglikol, polietylenoimina) |
| W jakich przypadkach stosuje się krystalizację do zagęszczania? | Oczyszczanie związków o małej masie cząsteczkowej, np. kwasy organiczne, aminokwasy, antybiotyki. |
| Przykłady zagęszczania przez krystalizację | Kwas cytrynowy krystalizuje z roztworu wodnego, penicylina G z alkoholu w wyniku dodania octanu potasu |
| Biomasa | Oznacza substancje organiczne komórek roślinnych, zwierzęcych i mikroorganizmów. |
| Zalety przemysłowej produkcji białek | Szybszy wzrost biomasy mikroorg. w porównaniu z roślinami i zwierzętami, więcej białek (do 80% w suchej masie), wysoka wydajność, zajmowanie małej przestrzeni przez instalacje, niezależność od zmian pogody itp. możliwość wzbogacenia w aa egzogenne |
| Efekt Crabtree’ego | Zjawisko związane z metabolizmem drożdży polegające na produkcji etanolu (fermentacji) w warunkach tlenowych, przy wysokim stężeniu glukozy. |
| Melasa | Ciemnobrązowa, gęsta ciecz, gęstość 1400 kg/m3, produkt uboczny przemysłu cukrowego (przetwórstwo buraków cukrowych, trzciny cukrowej), skład melasy zależy od: uprawy gleby, warunków klimatycznych, nawożenia, składowania buraków i melasy |
| Jak przygotowuje się melasę do hodowli drożdży piekarskich? | Zakwaszanie kwasem siarkowym (pH 4) w 120-125 °C, 1 min. Wytrącenie składników nieorganicznych i zawiesin, dodanie składników mineralnych (sole amonowe, fosforany, siarczan magnezu), wytrącone osady wydzielane są przez sedymentację lub wirowanie |
| Źródła enzymów | Organy zwierzęce, rośliny, mikroorganizmy |
| Jakie dwa gatunki mikroorganizmów dominują jako źródła enzymów? | Bakterie Bacillus, grzyby mikroskopowe Aspergillus |
| Zwierzęce źródła enzymów | Ściany żołądków zwierząt-podpuszczka, wątroba bydlęca-enzymy proteolityczne (pepsyna, trypsyna) |
| Roślinne źródła enzymów | Kiełkujące ziarna różnych zbóż (tzw. słód) –źródło preparatów amylolitycznych. z drzewa Carica papaya-papaina, sok fig-ficyna |
| Jakie występują formy preparatów enzymatycznych | Roztwory o różnym stopniu zatężenia, preparaty stałe, unieruchomione enzymy, unieruchomione całe komórki |
| Czym charakteryzują się ciekłe preparaty enzymatyczne? | Zatężenie przez ultrafiltrację bądź w wyparkach próżniowych, im mniejsze jest zatężenie tym mniejsza jest jego trwałość i czystość. Wady: konieczność transportowania i przechowywania dużych objętości płynu |
| Czym charakteryzują się stałe preparaty enzymatyczne? | Stabilny, zdatny do dłuższego przechowywania, preparat od dużej aktywności. Do suszenia stosuje się: suszarnie próżniowe, suszarnie rozpyłowe, liofilizację. Wypełniacz z cechą stabilizatora enzymu: skrobia, chlorek sodu, żelatyna, bentonit. |
| Czym charakteryzują się unieruchomione enzymy? | Zmniejszenie kosztów - redukcja wydzielania i oczyszczania enzymów głównie wewnątrzkomórkowych. Wielokrotne użycie enzymów, unieruchomione enzymy wykazują większą stabilność i efektywność działania, wolniej się dezaktywują. |
Created by:
biotech6