発酵プロセスは、生産を最適化するために数学的にモデル化することができる複雑な生物学的反応を含みます。成長率と製品形成モデルを理解することは、発酵結果の予測と制御に役立ちます。

発酵の成長率

成長率は、発酵中に急速に微生物が乗る方法について説明します。 これは、通常、μによって示される特定の成長率として表され、共産時間の単位で測定されます。

成長率を計算すると、モニタリングセルの濃度が時間とともに伴います。指数関数的なフェーズは、この計算に最も適しています。セル番号は指数関数的に増加します。

製品フォームモデル

発酵中の製品形成は、主にリニア、指数関数、または記号論理的モデルの異なるキネティックモデルに従うことができます。 これらのモデルは、製品濃度が時間とともに変化する方法を予測するのに役立ちます。

共通のモデルは下記のものを含んでいます:

  • ]ルーデック・ピレットモデル:[は、セルの成長による製品形成を相関します。
  • ゼロオーダーモデル:[]は、一定の製品形成率を想定しています。
  • 第一次モデル:[]]は、基質またはバイオマス濃度に製品形成率を関連付けます。

数学的な式

特定の成長率(μ)は、以下のとおり計算されます。

μ = (1/X) * (dX/dt)[]

X がバイオマス濃度である場合。製品形成率(P)は、次のようにモデル化できます。

[]dP/dt = α * dX/dt + β * X]

ここに、αとβは成長促進と成長非成長を認めた製品形成を表す定数です。