Bioprocess enginering

Question 1

Chemolitotroph

Answer 1

oxideren inorganische componenten

Question 2

Chemoorganotroph

Answer 2

conserveren energie van organische chemicaliën

Question 3

Autotroph

Answer 3

Carbon obtained from CO2

Question 4

Phototroph

Answer 4

conserveren licht energie tot ATP

Question 5

Heterotroph

Answer 5

Carbon obtained from an organic compound

Question 6

Hoeveel joule is 1 kcal

Answer 6

4,184 Joule

Question 7

Wat zijn energierijke componenten van een redox reactie

Answer 7

ATP, phosphoenolpyruvate en Acetyl-coA

Question 8

Elektron donors

Answer 8

Staan elektronen af; component is een reductor; het component gaat van H bevatten naar geen H meer bevatten in de halfreacties

Question 9

Elektron receptors

Answer 9

Nemen elektronen op; component is een oxidator; het component gaat van geen H bevatten naar H bevatten in de halfreacties

Question 10

Vormen van ‘’yielding’’ energie

Answer 10

1. Energie-rijke bindingen in componenten:
2. Glycolyse:
3. Fermentatie (ook wel, de interne re-shuffeling van elektronen):
4. Oxidatieve fosforylering
5. Citroenzuurcyclus

Question 11

Anaerobe ademhaling

Answer 11

• Geen O2 aanwezig
• Er zijn alternatieve e- acceptoren (NO3-, SO42-, Fe3+, CO32-; producten: No2-, H2S, Fe2+ of CH4) aanwezig, naast O2.
• PMF dient als bron voor de ATP productie (oxidatieve fosforylatie; net zoals bij aerobe ATP productie).
• Sulphate reductie, nitraat reductie, acetogenesis en methanogenesis zijn voorbeelden van anaerobe ademhaling.
• Substraat (organisch substraat) kan volledig worden geoxideerd tot CO2!
• Levert 3 NADH (of NADPH) en 2 FADH op wanneer O2 de e- acceptor is; levert 2 NADH en 1 FADH op wanneer NO3- e- acceptor is; levert 1 NADH en 0 FADH op wanneer SO42- e- acceptor is.

Question 12

Fermentatie

Answer 12

• Er is geen O2 aanwezig
• Er zijn geen andere e- acceptoren aanwezig, naast O2.
• ATP wordt geproduceerd met behulp van substraat-level fosforylatie*; formatie van ATP van ADP en een gefosforyleerde intermediate (tijdens het metabolisme van de substraten).
• De substraten dienen beide als e- donor als e- acceptor.
• Energie-rijke componenten (bevatten een energie-rijke fosfaat binding of bevatten coenzym A) worden geproduceerd.
• De geproduceerde producten (zuren, alcohol etc.) worden uitgescheiden in het medium. Dit zorgt voor een redox balans in fermenterende micro-organismen, zodat de e- toch afgegeven/kwijt geraakt kan worden (les 1, fermentatie). Ook wordt H2 vaak geproduceerd, samen met de activatie van ferredoxin (e- carrier), gevolgd door hydrogenase om het redoxbalans te behouden*.

Question 13

Wat is de functie van ferredoxin en hydrogenase

Answer 13

voor het behouden van het redoxbalans (PMF voor fermentatie):
-> H2 wordt geproduceerd (2H+ +2e- -> H2), terwijl fermentatie producten worden geproduceerd om de elektronen weg te werken om ATP te produceren.

Question 14

Hydrolysis

Answer 14

• De hydrolyse is nodig, zodat cellen de substraten kunnen opnemen. Zonder hydrolyse zijn de substraten namelijk te groot en is opname niet nodig.
• Zulke substraten hebben vaak een hoge MW en zijn onoplosbare polymeren; polysacchariden, proteases, lipases

Question 15

Fermentatie

Answer 15

• Fermentatie wordt ook wel acidogenesis genoemd, short-chain en long-chain vetzuren worden gevormd net zoals H2.

Question 16

Acetogenese

Answer 16

• Short-chain vetzuren en long-chain vetzuren worden omgezet tot acetaat, CO2 en H2. Deze omzettingen hebben energie nodig, waardoor de acetogenesis reacties niet voordelig zijn.
• Acetogenese wordt ook wel de tweede fermentatie genoemd.

Question 17

Methagonese

Answer 17

• Het methanogenese gedeelte bestaat uit twee groepen van micro-organismen:
  ->Hydrogenotrofic methanogens; H2 (is de enegriebron) + CO2 tot methaan (CH4) > 30% energie yield (litotrophic metabolism).
  ->Acteoclastic methanogens; Acetic acids wordt omgezet tot CO2 en methaan > 70% energie yield
• Hogere productie methaan, is een hogere hoeveelheid energie.

Question 18

Psychrophilic:

Answer 18

10 – 20 graden > HRT: 40-100 dagen

Question 19

mesophilic:

Answer 19

20 – 40 graden > HRT: 25-40 dagen

Question 20

thermophilic:

Answer 20

40 – 60 graden > HRT: 15-25 dagen

Question 21

Primary treatment

Answer 21

Wastewater passes through a series of grates and screens that remove large objects.

Question 22

Secundairy treatment

Answer 22

Aerobic secondary treatment uses digestive reactions carried out by microbes under aerobic conditions to treat wastewater with low levels of organic materials.

Question 23

Chlorophylls

Answer 23

Rood en blauw licht, produceert wel zuurstof via fotosynthese

Question 24

Bacteriochlorophylls

Answer 24

Ultra rood licht, geen productie via fotosynthese