Содержание
- 2. непрерывное культивирование более перспективно Сущность: - в ферментаторе поддерживаются постоянные условия среды, - микроорганизмы остаются в
- 3. Если для культивирования продуцента используется один ферментатор - гомогенно-непрерывный процесс. Если используется батарея ферментаторов - это
- 4. При непрерывном культивировании микроорганизмов отсутствует смена фаз развития культуры. Скорость потока питательной среды и отвода культуральной
- 5. Две разновидности непрерывных процессов - тубулярные; питательная среда и посевной материал непрерывно поступают в аппарат, в
- 6. Тубулярный процесс Жидкость на входе в аппарат смешивается с посевным материалом. По мере их продвижения в
- 7. Тубулярный процесс Схема тубулярного непрерывного процесса ферментации
- 8. Тубулярный процесс Время движения жидкости t1 от входа в аппарат до любого сечения по длине потока
- 9. Тубулярный процесс Тубулярный процесс с учетом закономерностей протекания процесса ферментации полностью подобен периодическому. Сложность: в непрерывной
- 10. Тубулярный процесс Схема тубулярного непрерывного процесса с рециркуляцией посевного материала
- 11. Тубулярный процесс Преимуществом тубулярного процесса является возможность более полного исчерпания субстрата (как и в периодическом процессе).
- 12. Хемостатный процесс непрерывного культивирования Ферментация протекает в аппарате с мешалкой; В аппарат с постоянной скоростью подается
- 13. схема хемостатного непрерывного процесса ферментации
- 14. Посевной материал на вход в аппарат не подают непрерывно. Засев производится единовременно при запуске культуры от
- 15. Допущения для математической модели: μ = μm(S/KS + S); (по Моно) μ = 0 (отсутствует диссимиляция
- 16. Выражение для материального баланса в ферментере V dX/dt = μmS/(KS+S)· XV – FX; V dS/dt =
- 17. систему уравнений: V dS/dt = FS0 – 1/YXS · μmS/(KS+S) · XV – FS; V dX/dt
- 18. В непрерывном хемостатном процессе довольно быстро устанавливается стационарное состояние, при котором - скорость роста биомассы будет
- 19. Решая при этих условиях уравнение баланса биомассы, получаем: μ X – DX = 0 и μ
- 20. 2 X переходные процессы, возникающие в непрерывном хемостатном процессе при изменении скорости разбавления или удельной скорости
- 21. Из уравнения dX/dt = μX – DX следует, что если μ>D, то скорость роста биомассы в
- 22. в хемостате осуществляется саморегулирование Если величина μ При этом новое установившееся состояние будет при более низкой
- 23. Определение концентрации субстрата и биомассы в установившемся процессе в хемостате С учетом μ X – DX
- 24. Графические зависимости между установившимися значениями X и S в хемостатном процессе и скоростью разбавления D называют
- 25. Хемостатная кривая X(D) имеет особеннность: концентрация биомассы снижается до нуля при повышении скорости разбавления до некоторого
- 26. Отсюда следует, что вид хемостатной кривой зависит от S0. При D = 0, X = YXSS0
- 27. Интересную особенность имеет зависимость стационарной (остаточной) концентрации субстрата от начальной (входной) концентрации. В уравнении S =
- 28. парадоксальный вывод: при любом изменении концентрации субстрата во входящем потоке S0 в стационарном состоянии при заданной
- 29. Что регулируется оператором? - скорость разбавления; (поэтому процесс иногда называют «спидостат»). Возникает вопрос: к чему стремиться?
- 30. Практический интерес представляет определение условий (скорости разбавления) при которых величина будет оптимальной.
- 31. производительность по биомассе в хемостатном процессе сначала возрастает до Donт, а затем резко падает Зависимость производитель-
- 32. СРАВНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПЕРИОДИЧЕСКОГО И НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССОВ Предположим, что после загрузки и до самого конца процесса биомасса
- 33. Рост биомассы описывается уравнением:
- 34. Предположим, что рост идет до некой максимальной для данного аппарата концентрации биомассы Хт (концентрация биомассы не
- 35. картина роста биомассы при принятых допущениях
- 36. Подставляя Х= Хт и t = tК в уравнение получаем:
- 37. Для непрерывного процесса в том же аппарате производительность по биомассе определяется по другому. Чтобы найти максимально
- 38. Но это возрастание также не может быть бесконечным, пределом выступают массообменные возможности аппарата. Работу можно проводить
- 39. подставляя Определим соотношение Qнепр/Qпериод: в уравнение: Dопт = μm [1 - √KS/(S0 + KS)], получаем Dопт
- 40. В начале процесса инокулят обычно составляет по объему около 5 % от объема среды, а концентрация
- 41. примем t0 = 10 часов (это время подготовки к следующей ферментации). Для быстро растущих культур (бактерии,
- 42. ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ТЕОРИИ ХЕМОСТАТА ПРИ ЛИМИТИРОВАНИИ ПРОЦЕССА РАЗЛИЧНЫМИ СУБСТРАТАМИ Хемостатные кривые X(D) чувствительны к изменению кинетических
- 43. Если решить систему уравнений: dX/dt = μmS/(KS+S) - DX dS/dt = D (S0-S) – 1/YXS μX;
- 44. вид хемостатной кривой при лимитировании азотом или серой
- 45. Азот или сера. Наблюдаемые отклонения отражают превышение концентрации биомассы при малых скоростях разбавления по сравнению с
- 46. Магний, фосфор, калий. По виду хемостатная кривая похожа на кривую для азота, но причина подобного отклонения
- 47. Сложная среда. На неопределенных по составу питательных средах происходит при различных скоростях разбавления изменение лимитирования (переход
- 48. Пристеночный рост биомассы. Хемостатная кривая в этом случае имеет аномально длинный «хвост», рост биомассы возможен даже
- 49. ХЕМОСТАТНЫЙ ПРОЦЕСС КУЛЬТИВИРОВАНИЯ, ЛИМИТИРОВАННЫЙ КИСЛОРОДОМ Кинетика роста аэробных культур микроорганизмов зависит от двух субстратов. Вторым является
- 50. Если ферментационное оборудование недостаточно интенсивное, эта зависимость вырождается в однофакторную зависимость от концентрации растворенного кислорода С:
- 51. Из условия стационарности dX/dt = О можно найти значение установившейся концентрации растворенного кислорода:
- 52. Последним членом уравнения в связи с низкой растворимостью кислорода в жидкости можно пренебречь. Для стационарного состояния
- 53. отсюда концентрация негазообразного субстрата S, хотя и не лимитирует процесс, также зависит от D или производительность
- 54. производительность существенно зависит от величин KLa и С*. Критическая скорость разбавления определяется по выражению:
- 55. При некотором достаточно малом значении скорости разбавления концентрация негазообразного субстрата снижается настолько, что начинает лимитировать рост
- 56. в этом случае оптимальной скоростью разбавления является точка переключения лимитирования с растворенного в жидкости субстрата S
- 57. АВТОСЕЛЕКЦИЯ В НЕПРЕРЫВНОМ ПРОЦЕССЕ В ходе процесса культивирования под воздействием космических лучей и различных мутагенных факторов
- 58. изменение концентрации остаточного субстрата в непрерывном процессе при замещении штамма 1 штаммом 2
- 59. Если процесс протекает при скорости разбавления D1 то исходный штамм обеспечивает саморегулирование процесса при концентрации S1.
- 60. Рост происходит до тех пор, пока концентрация субстрата не снизится до S2. При этом исходный штамм
- 61. внешнее проявление автоселекции в непрерывном процессе
- 63. Скачать презентацию