Corynebacterium sp ` ile glutamik asit üretimi ve biyoreaktör tasarım parametrelerinin bulunması

Abstract

11 ÖZET Yüksek Lisans Tezi Corynebacterium sp İLE GLÜTAMİK ASİT ÜRETİMİ VE BİOREAKTÖR TASARIM PARAMETRELERİNİN BULUNMASI Hale HAPO?LU Ankara üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Doç. Dr. H. Tunçer ÖZDAMAR 1988, Sayfa: 122 Jüri : Doç. Dr. H. T. özdamar Doç. Dr. T. Kutsal Yard. Doç. Dr. M. özilgen Corynebacterium sp biyokatalizör olarak kullanı larak gaz-sıvı-katı/biyokatalik çok-fazlı tepkime siste minde glutamik asit(GLU) üretim kinetiği araştırılmıştır. En uygun pH, sıcaklık, soyahidrolizatı derişimi ve peni silin eklemenin ve ekleme anının etkisi, programlanan mik- robiyoreaktör deneyleriyle bulunmuştur. Araştırmanın ikin ci fazında 4-L biyoreaktör sisteminde önce kesikli glikoz (KG) yöntemiyle deneyler yapılmış; mikrobiyoreaktör sonuç ları test edilerek ölçek büyütme etkisi incelenmiş ve ye ni bir parametre penisilin oranı (PO) tanımlanmıştır. Or tam bileşimi, çözünen oksijen derişimi ve dinamiği, dina mik oksijen aktarım hızı ve k a değişimi ve karıştırma kriteri P /V biyoproses sürecinde incelenmiştir. Mikrobi- yoreaktör^deney sonuçlarıyla modifiye Michaelis-Menten ki netik modeli uygulanarak GLU oluşum hızı ve biyokatalizör çoğalma hızı için Monod kinetik modeli uygulanarak kinetik parametreler bulunmuş; ve glutamik asit biyotepkime hız profilleri 4-L biyoreaktörde KG yöntemiyle yapılan deney lerle PO parametre olarak seçilerek hazırlanmıştır. Kine tik çalışma sonuçları -Yarısürekli konf igürasyonun bir modifikasyonu olan- peryodik pulse glikoz (PG) işletme yön teminin KG- yöntemine üstün olduğunu göstermiş ve bu so nuç PG- yöntemi 4-L biyoreaktör deneyleriyle kanıtlanmış tır. En uygun işletme koşullarında Corynebacterium sp NRRL-B 3719 ile %30 biyodönüşümle GLU ürün verimi elde:e- dilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Glutamik asit üretimi, glutamik asit üretim kinetiği, penisilin oranı, ok sijen aktarımı, biyoreaktör tasarım parametreleri, peryodik-pulse glikoz işletme yöntemi.

Ill ABSTRACT Masters Thesis KINETICS OF GLUTAMIC ACID PRODUCTION BY Corynebacterium sp AND DETERMINATION OF BIOREACTOR DESIGN PARAMETERS Hale HAPO?LU Ankara university Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor : Assoc. Prof. Dr. H. Tunçer ÖZDAMAR 1988, Page : 122 Jury : Assoc. Prof. Dr. H. Tunçer özdamar Assoc. Prof. Dr. T. Kutsal Asst. Prof. Dr. M. özilgen A process research for glutamic acid (GLU) pro duction was investigated by using Corynebacterium sp as the biocatalyst in a gas-liquid-solid/biocatalytic multip hase reaction system. Optimum operation values for pH, temperature and concentration of soybean hidrolysate in the bioreaction medium; and effect of penicilline addi tion were determined with the programmed microbioreactor experiments. The second stage of the research were car ried out in 4-L bioreactor system with the batch glucose (BG) addition; and microbioreactor results were tested and effect of scale-up were investigated and a new para meter penicilline ratio (PR) was defined. The effect of medium composition, soluble oxygen concentration and its dynamics, dynamic oxygen transfer rate and change of k_a values and mixiug criteria P /V have been investigated throughout the bioprocess. Modified Michaelis-Menten kine tics for GLU formation and Monod kinetics for biocatalyst growth rate were determined by means of microbioreactor research results; and kinetics of the bioreaction revealed that periodic pulse -a modification of semicontinuous- glucose (PG) addition mode should be selective as the bio reactor system configuration; and this result was experi mentally showed by PG-mode 4-L bioreactor runs. 30% (w/w) GLU coversion has been accomplished with the biocatalyst Corynebacterium sp NRRL - B 3719 under the best operating conditions. KEY WORDS : Glutamic acid production, bioreaction kinetics of glutamic acid, penicilline ratio, oxygen transfer, bioreactor design parameters, peri odic-pulse glucose operetion mode.