Обычное время подготовки аппарата (t0) – около 10 часов

В начале процесса инокулят обычно составляет по объёму около 5% от объёма среды, а концентрация биомассы в нём примерно такая же, как в конце ферментации.

Концентрация X = Xm достигается в момент времени t = tm, для которого

Предполагается, что между двумя последовательными процессами роста микроорганизмов имеет место «пустой», непродуктивный период, связанный с подготовкой аппарата, загрузкой среды и посевного материала и с лаг-фазой процесса – общее время t0.

Расчёты проведём в общем виде.

Представляет интерес сравнить между собой в сопоставимых условиях два способа ферментации – периодический и непрерывный.

• При сравнении возьмём процесс с одинаковыми кинетическими константами – максимальной удельной скоростью роста μ_m и характеристикой аппарата – максимально достижимой концентрацией биомассы X_m

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

• После этого от исходной концентрации X₀ до максимально достижимой в данном аппарате X_m рост идёт до самого конца ферментации (время t_m) с максимальной удельной скоростью роста μ_m._.

РОСТ В ПЕРИОДИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ФЕРМЕНТАЦИИ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

• dX/dt = μ_mX (при t > t₀)

• Решение уравнения X = X₀ e^{(t- t0)μm} или ln X = lnX₀ + μ_m (t - t₀)

• ln X_m = ln X₀ + μ_m (t_m - t₀),

откуда t_m = t₀ + (1/ μ_m) ln (X_m/X₀)

• Q_X^период = X_m /t_m =X_m μ_m/[ ln (X_m/X₀) + μ_mt₀ ]

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА

• Анализируем формулу для D_опт. Поскольку K_S обычно значительно меньше S₀, величина D_опт ≈ μ_m и производительность непрерывного процесса Q_X^непр ≈ X_m μ_m

• Соотношение производительностей RQ:

• RQ = Q_X^непр / Q_X^период ≈

• ≈X_m μ_m/ {X_m μ_m/[ ln (X_m/X₀) + μ_mt₀ ]} или RQ = ln (X_m/X₀) + μ_mt₀

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ

Дата добавления: 2013-12-12