Calcolo/cinetica del consumo substrato in Batch e culture continue

Comprendere la cinetica del consumo di substrato è essenziale per ottimizzare la crescita microbica nei bioreattori. Si tratta di analizzare come i substrati vengono utilizzati nel tempo in entrambe le culture batch e continue. Questa conoscenza aiuta a controllare i parametri di processo e migliorare i rendimenti del prodotto.

Substrato consumo nelle culture di Batch

Nelle culture in batch, i substrati vengono consumati come microrganismi crescono fino a quando non si accumulano sostanze nutritive o inibitorie. Il tasso di consumo substrato può essere modellato utilizzando equazioni cinetiche come la cinetica Monod, che riguardano la concentrazione substrato al tasso di crescita microbica.

L'equazione Monod è espressa come:

μ = μmax] * (S / (K]]] + S)]]

dove μ è il tasso di crescita specifico, μmax] è il tasso di crescita specifico massimo, S è la concentrazione del substrato, e Ks[] è la costante di mezza saturazione.

Substrato il consumo nelle culture continue

Nelle culture continue, i substrati vengono forniti continuamente e il sistema raggiunge uno stato costante. Il tasso di consumo del substrato dipende dal tasso di diluizione e dalla concentrazione della biomassa microbica. Il processo viene spesso descritto utilizzando il modello chemiostat.

La concentrazione del substrato (S) dello stato stabile può essere calcolata utilizzando l'equazione:

S = (K]s[]]]] [D]] / (μmax - D]]]

Calcolo del tasso di consumo substrato

Il tasso di consumo del substrato (q]S]) è spesso espresso come:

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

dove D è il tasso di diluizione, Sin[] è la concentrazione del substrato nel mangime, S è la concentrazione del substrato residuo, e X è la concentrazione della biomassa.