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

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ