Versie 1

1. Grote vraag: Aeratie, agitatie en opschaling van bioreactoren.
2. Kleine vraag 1: Vergelijk de voorbehandeling van melasse bij de productie van citroenzuur versus bakkersgist. Geef voor beide de wetenschappelijke naam van het productie-organisme en een schematisch procesoverzicht van de voorbehandeling. Wat zijn de toepassingen, de jaarlijkse wereldproductie en de marktprijs van citroenzuur?
3. Kleine vraag 2: Wat is diauxische groei? Geef een concrete figuur en een voorbeeld van dit fenomeen in zowel batch- als continue procesvoering.

Versie 2

1. Describe the general principles of aeration and agitation in a fermenter:
   • What factors determine the dissolved oxygen concentration in a fermentation broth?
   • What is the influence of pressure and temperature, and what are the practical consequences?
   • Describe and explain how the operational costs for cooling and aeration depend on temperature (with graph).
   • Give the formulas and principles for the Oxygen Uptake Rate (OUR) and Oxygen Transfer Rate (OTR), and explain how they govern broth oxygenation: $$OTR = k_L a \cdot (C^* - C_L)$$ $$OUR = q_{O_2} \cdot X$$
   • What is $k_L a$ and what experimental methods exist to determine it?
   • Define the critical oxygen concentration ($C_{crit}$) and gas hold-up ($\varepsilon$).
   • Discuss the mechanical hardware for aeration and agitation (types of impellers, baffles, spargers) with sketches, highlighting their advantages and disadvantages.
   • Describe the operational window of an aerated and agitated bioreactor.
   • Outline scale-up criteria and discuss the principal physical and physiological challenges during industrial scale-up.
2. Molasses pretreatment:
   • Compare the pretreatment of molasses as a substrate for either baker's yeast production or citric acid production.
   • Detail both procedures using process flowcharts and explain the biochemical rationale for each step.
   • Name the production organisms for both processes.
   • What are the major commercial applications of citric acid, and what are its current worldwide production volume and market price?
3. Diauxic growth:
   • Provide a concrete example and describe the biological phenomenon.
   • How is this process biochemically and genetically regulated (name and mechanism)?
   • What is the outcome of this phenomenon in batch culture versus continuous culture? Explain with diagrams.

Moment 1

1. Geef een volledige uiteenzetting over continue cultuur (inclusief afleidingen, formules en grafieken): wanneer wordt het toegepast, wat is een turbidostaat versus chemostaat en welke operationele problemen treden op?
2. Industriële productie van citroenzuur: wereldproductie, marktprijs, biochemische pathway en metabolische knelpunten, strategieën voor overproductie, vergelijking van de twee industriële cultivatiemethodes.

Moment 2

1. Bespreek de industriële productie van L-lysine (pathway, analoge en auxotrofe mutanten, fermentatieregime, wereldschaal, prijs en toepassingen).
2. Welke methoden bestaan er om media te steriliseren? Bespreek werkingsmechanismen, voor- en nadelen. Wat is de optimale industriële methode en van welke parameters hangt deze keuze af?

Tweede zit (1 september 2021)

1. Stikstofbronnen in fermentatieprocessen.
2. L-lysineproductie.

Versie 1

1. Volledige bespreking van stikstofbronnen.
2. Wat is diauxische groei? Leg het biochemische mechanisme (katabolietrepressie) uit en bespreek de implicaties in batch- versus continue systemen.

Versie 2

1. Bespreek alle koolstofbronnen uit de cursus. Behandel de Maillardreactie en geef een gedetailleerde vergelijking tussen koolhydraten en plantaardige oliën als substraat.
2. Penicilline G: chemische structuur, stammen, fermentatieverloop en de downstream processing (DSP).