Modelling and Optimisation of Integrated Biotechnical Processes -Application to the Fermentative Production of Lactic Acid from Wheat Flour

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish I den här doktorsavhandlingen presenteras ett datorprogram som utvecklats för att simulera och utvärdera biotekniska processer, där flera processteg kan vara integrerade. Speciellt har en process för framställning av mjölksyra från vetemjöl studerats. Mjölksyra har traditionellt använts i kemi-, läkemedels- och livsmedelsindustrin som t.ex. råvara, surgörare eller konserveringsmedel. Mjölksyraframställning har på senare tid också rönt stort intresse eftersom mjölksyra kan användas för att tillverka en biologiskt nedbrytningsbar plast polymjölksyra. Polymjölksyra kan användas inom det medicinska området för att tillverka suturtrådar och implantat som bryts ned automatiskt och för läkemedel där man vill kontrollera nedbrytningshastigheten. Plasten kan också användas som förpackningsmaterial. I processen som presenteras i den här doktorsavhandlingen, har vetemjöl använts som råvara för mjölksyratillverkningen. Vetemjölet innehåller stärkelse som kan brytas ned till socker med hjälp av enzymer. Mjölksyrabakterier kan sedan omvandla sockret till mjölksyra som därefter separeras och renas upp. För att förbättra processen så att bakterierna och enzymerna arbetar så effektivt som möjligt och för att minska tillverkningskostnaden, kan flera processteg integreras. En sådan process är komplex och det är svårt att förutsäga hur processen ska se ut för att arbeta optimalt. Därför har ett datorprogram, BioProcSim, utvecklats som underlättar beräkningar av sådana komplexa processer. Datorprogrammet har använts för att matematiskt beskriva nedbrytning av stärkelse samt omvandling av socker till mjölksyra. Det har också använts för att göra en ekonomisk utvärdering av den totala mjölksyraprocessen, jämföra flera processkonfigurationer och slutligen hitta det alternativ som ger den lägsta produktionskostnaden för mjölksyra.