Јавно предавање
Дописни члан САНУ Влада Вељковић
Феномени преноса у аеробним микробиолошким процесима

Уторак, 13. септембар 2022. године, 12.00 сати
Огранак САНУ у Нишу, Сала Универзитета у Нишу, број 38/II, Универзитетски трг бр. 2

У уторак, 13. септембра 2022. године, у Огранку САНУ у Нишу одржано је јавно предавање дописног члана САНУ Владе Вељковића, председника Комисије за руковођење радом Огранка САНУ у Нишу, професора Универзитета у Нишу – Технолошког факултета у Лесковцу, на тему Феномени преноса у аеробним микробиолошким процесима. Проф. др Драган Жунић, координатор активности у Огранку САНУ у Нишу, пренео је присутима поздраве чланова и сарадника Огранка САНУ у Нишу и изразе захвалности на подршци коју пружају Огранку, и, потом, представио професора Вељковића, који је истакао да је његово предавање наставак добре праксе упознавања шире јавности са најзначајнијим новијим научним резултатима чланова САНУ, и прво у новом низу планираних јавних предавања чланова САНУ у Огранку САНУ у Нишу.

У предавању дописног члана САНУ Владе Вељковића обрађен је проблем повезаности феномена преноса транспортних својстава (количине кретања, топлоте и масе) у абиотичној фази и микробних ћелија у аеробним микробиолошким процесима.

Указано је, најпре, на основне механизме преноса транспортних својстава – молекулски и вртложни (конвективни), који се одигравају кретањем индивидуалних молекула и „вртлога” (тј. елемената флуида), редом. Наглашено је да реолошка својства ферментационе течности и њихова промена током биопроцеса пресудно утичу на макромешање у биореактору и феномене преноса транспортних својстава. Пренос количине кретања и природа струјања флуида у биореактору зависе не само од физичких (реолошких) својстава ферментационе течности, већ и од врсте и геометрије система, брзине мешања и интензитета аерације. Мешалица индукује интензиван циркулациони ток, тј. струјање течности у биореактору, и утиче на микробне ћелије, хомогеност хранљиве подлоге, дисперговање ваздуха, пренос масе и размену топлоте. Значајни утицаји мешања на биопроцес огледају се кроз: а) време мешања за које се постигне задовољавајући ниво хомогености ферментационе течности, б) снагу мешања, која одређује брзине струјања, интензитет турбуленције, механичке силе и потрошњу енергије, и в) механичке силе, које могу изазвати оштећење микробних ћелија и променити морфолошки статус и метаболизам, ослободити интраћелијски материјал и утицати на брзине микробног раста и синтезе производа. Пошто се биопроцеси изводе обично на константној температури, феномени преноса топлоте везани су за размену топлоте између ферментационе течности и расхладног флуида. Што се тиче феномена преноса масе, основни проблем је везан за пренос масе кисеоника из диспергованих мехурова ваздуха у ферментациону течност. Због зависности перформансе биопроцеса од феномена преноса који пак зависе од величине биореактора (временскe константe транспорта повећавају се са повећањем величине биореактора), повећање размере биопроцеса (scaling-up) велики је инжењерски проблем. Од постојећих метода, у пракси се врло често користи искуствена метода која се заснива на одржавању запреминског коефицијента преноса масе, специфичне снаге мешања и периферне брзине обртања мешалице непромењеним у биореакторима различите величине.

У другом делу предавања, професор Вељковић представио је резултате сопствених истраживања утицаја преноса масе кисеоника и pH контроле на продукцију екстраћелијског ензима декстрансахаразе помоћу бактерије Leuconostoc mesenteroides, промене реолошких својстава ферментационе течности током овог микробиолошког процеса као резултат биосинтезе екстраћелијског полисахарида декстрана и избора биореактора и услова мешања/аерације.