Berekening/kinetischen van het substrate verbruik in batch en continue culturen

Het begrijpen van de kinetiek van het substraatverbruik is essentieel voor het optimaliseren van de microbiële groei in bioreactoren. Het omvat analyse van hoe substraten worden gebruikt in de tijd in zowel batch als continue culturen. Deze kennis helpt bij het controleren van procesparameters en het verbeteren van productrendementen.

Verbruik in batchculturen in de bodem

In batchculturen worden substraten verbruikt als micro-organismen groeien totdat voedingsstoffen uitgeput of remmende stoffen accumuleren. De substraatconsumptie kan worden gemodelleerd met behulp van kinetische vergelijkingen zoals Monod kinetiek, die de concentratie van het substraat met de microbiële groeisnelheid te relateren.

De monod-vergelijking wordt uitgedrukt als:

μ = μmax * (S / (Ks + S))]

waarbij μ de specifieke groeisnelheid is, is de maximumspecifieke groeisnelheid μ[max de maximale specifieke groeisnelheid, S de substraatconcentratie en is Ks de halve verzadigingsconstante.

Verbruik in vaste culturen in vaste activa

In continue culturen worden substraten continu geleverd en het systeem bereikt een steady state. Het verbruik van het substraat is afhankelijk van de verdunningssnelheid en de concentratie van microbiële biomassa. Het proces wordt vaak beschreven met behulp van het chemostat model.

De steady-state substraatconcentratie (S) kan worden berekend met behulp van de vergelijking:

S = (Ks * D) / (μmax - D)

Berekenen van het verbruik van substrate

Het verbruik van substraat (qS) wordt vaak uitgedrukt als:

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

waarbij D de verdunningssnelheid is, is S[in de substraatconcentratie in het diervoeder, S de restsubstraatconcentratie en X de biomassaconcentratie.