Kesikli biyoreaktörde S. cerevisiae (NRRL Y-567) mikroorganizasının çoğalmasına glukozun etkisi ve optimum sıcaklığın geri beslemeli kontrolu

Yapılan çalışmada S. cerevisiae mayasının çoğaltıldığı bir biyoreaktörde sıvı besi ortamında bulunan kısıtlayıcı bileşen glukozun optimum değeri araştırılmış ve Monod kinetiği incelenmiştir. Bulunan optimum 30 g/L glukoz derişimi kullanılarak hazırlanan besi ortamında değişik sıcaklıklarda biyotepkime gerçekleştirilmiş ve $32^circ C$'de en yüksek özgül çoğalma hızı ile mikroorganizma derişimi sırasıyla 0,514 $st^{-1}$ ve 6,85 g/L olarak elde edilmiştir. Bulunan en uygun glukoz derişimi ve sıcaklık değerlerinde, sıcaklık kontrolü yapılmaksızın 2 L hacimli karıştırmalı kesikli bir biyoreaktörde biyotepkime gerçekleştirilmiş ve 8 saat sonunda sıcaklığın $2,5^circ C$ yükseldiği ve glukozun yüksek bir hızla tüketildiği görülmüştür. Bu sonuçlara göre biyoreaktör çoğalma ortamı sıcaklığının kontrol edilmesine karar verilerek PID kontrol yöntemi uygulanmıştır. $K_ C, Gamma_I,Gamma_D$ parametreleri bulunarak kontrol algoritmasına yerleştirilmiş ve biyoreaktörün optimum sıcaklıkta kontrolü sisteme on-line bağlı bilgisayar ile gerçekleştirilmiştir. Kontrol deneyleri sonuçlarına göre biyoreaktör $32^circ C$ optimum sıcaklıkta kontrol edildiği durumda %14 daha fazla mikroorganizma elde edilmiştir.

The effect of glucose on the S. cerevisiae (NRRL Y-567) microorganism growth in a batch bioreactor and feedback control of optium temperature

In this work, optimum value of glucose ( limiting reactant) concentration was found and Monod kinetics were investigated. Optimum glucose concentration was determined as 30 g/L and used in the runs for temperature effects. In order to investigate the effect of temperature on bioconversion, experiments were carried out at different temperatures. The optimum temperature value was found as $32^circ C$ and maximum specific growth rate and microorganism concentration were determined as 0.514 $h^{-1}$ and 6.85 g/L , respectively. At the optimum temperature bioreaction was carried out at optimum temperature and glucose concentration. At the end of the bioconversion, the temperature of growth medium increased $2,5^circ C$ approximately. In order to control bioreactor temperature, PID control method was used $K_ C, Gamma_I,Gamma_D$ parameters were calculated and used in the control algorithm. According to on-line computer control results, microorganism concentration increased by 14 % under temperature controlled conditions compared to open-loop (uncontrolled) operation.

___