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 μm и характеристикой аппарата – максимально достижимой концентрацией биомассы Xm
ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
• После этого от исходной концентрации X0 до максимально достижимой в данном аппарате Xm рост идёт до самого конца ферментации (время tm) с максимальной удельной скоростью роста μm ..
РОСТ В ПЕРИОДИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ФЕРМЕНТАЦИИ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
• dX/dt = μmX (при t > t0)
• Решение уравнения X = X0 e(t- t0)μm или ln X = lnX0 + μm ( t - t0)
• ln Xm = ln X0 + μm ( tm - t0) ,
откуда tm = t0 + (1/ μm ) ln (Xm/X0)
• QXпериод = Xm /tm =Xm μm/[ ln (Xm/X0) + μmt0 ]
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОЦЕССА
• Анализируем формулу для Dопт. Поскольку KS обычно значительно меньше S0 , величина Dопт ≈ μm и производительность непрерывного процесса QXнепр ≈ Xm μm
• Соотношение производительностей RQ:
• RQ = QXнепр / QXпериод ≈
• ≈Xm μm/ {Xm μm/[ ln (Xm/X0) + μmt0 ]} или RQ = ln (Xm/X0) + μmt0