Cálculo/kinetics de Consumo Substrato en Culturas Batch y Continua

Comprender los kinetics del consumo de sustratos es esencial para optimizar el crecimiento microbiano en los bioreactores. Se trata de analizar cómo se utilizan sustratos con el tiempo tanto en las culturas de lotes como en las continuas. Este conocimiento ayuda a controlar los parámetros de proceso y mejorar los rendimientos de los productos.

Substrate Consumption in Batch Cultures

En las culturas de lotes, los sustratos se consumen a medida que crecen los microorganismos hasta que se acumulan sustancias agotadas o inhibitorias. La tasa de consumo de sustratos se puede modelar utilizando ecuaciones cinéticas como los kinetics de Monod, que relacionan la concentración de sustratos con la tasa de crecimiento microbiano.

La ecuación Monod se expresa como:

μ = μ]max * (S / (K]s + S)

donde μ es la tasa de crecimiento específica, μmax] es la tasa de crecimiento máxima específica, S es la concentración de sustratos, y Ks es la constante de media saturación.

Substrate Consumption in Continuous Cultures

En las culturas continuas, los sustratos se suministran continuamente, y el sistema alcanza un estado estable. La tasa de consumo de sustrato depende de la tasa de dilución y de la concentración de biomasa microbiana. El proceso se describe a menudo utilizando el modelo de quimiostato.

La concentración de sustratos de estado estable (S) se puede calcular utilizando la ecuación:

S = (K]s] * D) / (μmax - D)

Cálculo de la tasa de consumo de sustratos

La tasa de consumo de sustratos (q]S) se expresa a menudo como:

qS = (D * S]in - S) / X

donde D es la tasa de dilución, Sin] es la concentración de sustratos en el alimento, S es la concentración residual de sustratos, y X es la concentración de biomasa.