Promotie C. Haringa: vergisting

11 december 2017 15:00 - Locatie: Aula, TU Delft - Door: webredactie

Through the organism's eyes. The interaction between hydrodynamics and metabolic dynamics in industrial-scale fermentation processes. Promotor 1: Prof.dr. R.F. Mudde (TNW); Promotor 2: Prof.dr. H.J. Noorman (TNW).

In industriële fermentatieprocessen (50-500+ m3) kan het mengen van bijvoorbeeld de glucosevoeding enige minute in beslag nemen. Dit voeden gebeurt lokaal, terwijl consumptie van glucose door de hele fermentor plaatsvindt. De hoeveelheid glucose nabij de voeding is hierdoor (veel) hoger dan ver van de voeding: er manifesteren zich glucose-gradiënten in de fermentor. Fermentaties worden uitgevoerd met micro-organismen, zoals gisten en schimmels, die zelf continu door de fermentor bewegen. Hierdoor varieert vanuit hun oogpunt de glucose-concentratie continu in de tijd.

Aanpassingen in het metabolisme van de organismen kunnen het gevolg zijn van deze variaties, wat de productiviteit van het proces vaak negatief zal beïnvloeden. Het is dus van belang deze variaties mee te nemen tijdens procesevaluatie in het laboratorium. Zo niet, dan kan het proces onder de verkeerde condities worden geëvalueerd. Wanneer men het organisme via genetische modificatie wil verbeteren, kan het dan ook zo zijn dat het voor de verkeerde condities is geoptimaliseerd. Er is een probleem, hoe groot glucose-variaties zijn in industriële fermentoren is vaak onbekend.

In mijn proefschrift heb ik numerieke simulaties gebruikt om het menggedrag in industriële fermentoren te bepalen, en deze gecombineerd met modellen die het metabolisme van micro-organismen vangen. Dit maakt het mogelijk een inschatting te geven van glucose-variaties in industriële fermentoren, alsmede van de impact hiervan op de productiviteit. Zo bleek het mogelijk het verlies aan productiviteit van een industrieel penicilline proces ten opzichte van een laboratoriumexperiment te vangen. De informatie over variaties is vervolgens gebruikt om lab-experimenten met opzettelijke glucose-variaties te ontwerpen, om een betere afspiegeling van de industriële condities te bewerkstelligen. Samengevat: om industriële fermentaties te bestuderen, dient men door de ogen van het organisme te kijken.

Meer informatie?

Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt u kijken in de TU Delft Repository, de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.