सब्सट्रेट की खपत के किनेटिक्स को समझना जैव रिएक्टरों में माइक्रोबियल विकास को अनुकूलित करने के लिए आवश्यक है। इसमें विश्लेषण करना शामिल है कि बैच और सतत संस्कृतियों दोनों में समय के साथ सब्सट्रेट का उपयोग कैसे किया जाता है। यह ज्ञान प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित करने और उत्पाद की पैदावार में सुधार करने में मदद करता है।

बैच संस्कृति में सब्सट्रेट उपभोग

बैच संस्कृतियों में, सब्सट्रेट्स का सेवन सूक्ष्मजीवों के रूप में किया जाता है जब तक कि पोषक तत्वों को अलग या अवरोधक पदार्थ जमा नहीं होते हैं। सब्सट्रेट की खपत दर को गतिशील समीकरणों जैसे मोनोड किनेटिक्स का उपयोग करके मॉडल किया जा सकता है, जो सूक्ष्मजीव वृद्धि दर से सब्सट्रेट एकाग्रता से संबंधित है।

मोनोड समीकरण को निम्नानुसार व्यक्त किया गया है:

μ = μmax]]* (K]]]]s + S]]]]]]]

जहां μ विशिष्ट विकास दर है, μ max अधिकतम विशिष्ट विकास दर है, S सब्सट्रेट एकाग्रता है, और K ]s आधा-संतृप्ति स्थिर है।

सतत संस्कृतियों में सब्सट्रेट उपभोग

सतत संस्कृतियों में, सबस्ट्रेट्स को लगातार आपूर्ति की जाती है और यह प्रणाली स्थिर अवस्था तक पहुंचती है। सब्सट्रेट की खपत दर कमजोर पड़ने की दर और माइक्रोबियल बायोमास एकाग्रता पर निर्भर करती है। प्रक्रिया को अक्सर शेवोस्टैट मॉडल का उपयोग करके वर्णित किया जाता है।

स्थिर-राज्यीय सब्सट्रेट एकाग्रता (S) की गणना समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

S = (K]s]]*D./(μmax] -D. ]]]]]

Substrate उपभोग दर की गणना

सब्सट्रेट खपत दर (q S) को अक्सर व्यक्त किया जाता है:

q]S]] = (D * S]]in - S] / X]]]]]

जहां D कमजोर पड़ने की दर है, S in] फ़ीड में सब्सट्रेट एकाग्रता है, S अवशिष्ट सब्सट्रेट एकाग्रता है, और X बायोमास एकाग्रता है।

  • नियमित रूप से सब्सट्रेट स्तर की निगरानी करें
  • भविष्यवाणी के लिए किनेटिक मॉडल लागू करें
  • तदनुसार प्रक्रिया पैरामीटर समायोजित करें
  • सतत संस्कृतियों में स्थिर-राज्य की स्थिति सुनिश्चित करना