m i t Escherichia coli - Forschungszentrum Jülich

4.2.1 Online-Analysemethoden
Temperatur, Begasung und Rührerdrehzahl
4.2 Fermentationen im Zulaufverfahren im Sixfors vario
Die Temperatur wurde über einen Pt-100 Sensor gemessen. Zur Temperaturanpassung
dienten elektrisch beheizte Thermomäntel und Kühlfinger in den Reaktoren. Die Begasung
erfolgte mit Luft, deren Zufuhr über einen Massenstromregler geregelt wurde. Der
Zuluftvolumenstrom lag im Bereich von 0,5–2,5 l/min. Die Rührerdrehzahl lag im Bereich
von 500–1500 Upm. Die Fermentationen wurden bei Normaldruck durchgeführt. Geregelt
wurden die Parameter mittels integrierter PID-Regler.
pH-Wert
Zur Messung des pH-Werts kamen Gelelektroden zum Einsatz. Vorab erfolgte eine Zwei-
Punkt-Kalibrierung mit Pufferlösungen pH 4,0 und pH 7,0. Der pH-Sollwert wurde mittels
eines PID-Reglers gehalten. Über diesen wurden Peristaltikpumpen an der Basiseinheit zur
Dosierung von 25 %iger Ammoniaklösung angesteuert.
Sauerstoffpartialdruck
Die Gelöstsauerstoffkonzentration wurde über eine amperometrische Sauerstoffelektrode erfasst.
Die Kalibrierung erfolgte vor der Inokulation durch Einstellung von 100 % Sättigung
bei einer Drehzahl von 1000 Upm und Begasung mit 1,5 l/min. Der Null %-Wert wurde
durch Begasung mit Stickstoff eingestellt. Über manuelle Einstellung der Begasungsrate
und automatische Anpassung der Rührerdrehzahl wurde die Gelöstsauerstoffkonzentration
geregelt.
Abgasanalytik
Kohlendioxid und Sauerstoff wurden in einem Teilstrom der Abluft mittels einer Abgasanalytik
(Fisher-Rosemount GmbH, Hasselroth) gemessen. Die Konzentrationsbestimmung
von Kohlendioxid erfolgte durch Nahinfrarotabsorption, die von Sauerstoff durch paramagnetische
Messung 1 . Der Nullabgleich der Abgasmessung erfolgte mit Stickstoff. Mit
Prüfgas wurden 10 % Kohlendioxid, mit Luft 20,93 % Sauerstoff eingestellt.
4.2.2 Prozessdatenerfassung und Prozesskontrolle
Die Standardprozessparameter Rührerdrehzahl, Zuluft, Temperatur, pH und pO2 wurden
durch das Infors-System angezeigt und geregelt. Alle Prozessparameter, einschließlich der
Werte der Abgasanalytik, wurden durch das Programm LabView (National Instruments)
auf einem Prozessrechner erfasst. Die Dosierung der Substrate Glucose und L-Tyrosin
erfolgte mit dem System Fed-batch-Pro (DASGIP AG, Jülich) durch eine Steuereinheit
mit Dosiersystem und Datenerfassung über einen Prozessrechner. Über den Prozessrechner
wurde das lineare Dosierprofil für L-Tyrosin vorgegeben und die Zufuhrraten für Glucose
manuell angepasst. Diese Einstellungen konnten für jeden der sechs Reaktoren individuell
erfolgen.
1 Für eine genauere Beschreibung der Methoden, siehe [Stanbury u. a. 1995].
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