Компьютерное моделирование биотехнологических процессов и систем. Дворецкий Д.С - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Между тем в ходе процесса имеет место закономерное изменение кинетических характеристик роста,
биосинтеза продукта метаболизма, потребления субстрата. Все эти изменения подчиняются некоторым
кинетическим зависимостям, которые являются по существу основой теории процесса культивирования
микроорганизмов и биосинтеза продуктов метаболизма и являются объектами исследования кинетики
биотехнологических процессов.
Кинетика биотехнологических процессов изучает закономерности изменения скорости роста микро-
организмов и биосинтеза продуктов метаболизма в зависимости от текущих концентраций субстратов,
биомассы, продуктов метаболизма, температуры и рН среды. Рассмотрим кинетические закономерности
биотехнологических процессов более подробно.
Наиболее распространены уравнения, описывающие кинетику в зависимости от концентрации лишь
одного субстрата, который называют лимитирующим; другие субстраты при этом полагаются находящи-
мися в избытке и не влияющими на скорость роста.
Простейшая кинетическая модель вытекает из самого определения удельной скорости роста биореа-
гентов ( µ ) и имеет вид
C
dt
dC
µ=
. (3.1)
В данной модели неявно предполагается, что величина
µ
здесь постоянна, однако это не так, – она стро-
го зависит от концентрации субстрата. Задача как раз в том и состоит, чтобы найти эту зависимость.
В зависимости от штамма и вида микроорганизма, а также и субстрата связь )(Sµ может иметь са-
мый различный характер.
Далее рассмотрим варианты этой связи.
Модель Кобозева. Эта простейшая модель дает аналогию с химической кинетикой
KSC
dt
dC
=
, (3.2)
где
K
– константа скорости, или
KC
=
µ
. (3.3)
Графически эта модель представлена на рис. 3.2.
µ
S
0
Рис. 3.2 Зависимость удельной скорости роста микроорганизмов от
концентрации субстрата, подчиняющаяся химической кинетике
(модель Кобозева)
Модель Блэкмана при малых концентрациях дает то же уравнение, однако при достижении величи-
ной S некоторого критического уровня
*
S скорость роста прекращает увеличиваться:
≥
<
=
,при
;при
**
*
SSCKS
SSKSC
dt
dC
(3.4)
или

Страницы