Cálculo/cinética do consumo de substrato em lotes e culturas contínuas

Compreender a cinética do consumo de substratos é essencial para otimizar o crescimento microbiano em biorreatores, que envolve analisar como substratos são utilizados ao longo do tempo em culturas em batelada e contínuas, e esse conhecimento ajuda no controle dos parâmetros do processo e na melhoria dos rendimentos dos produtos.

Consumo de Substrato em Culturas em Lote

Em culturas em batelada, os substratos são consumidos à medida que os microorganismos crescem até que os nutrientes se esgotem ou se acumulem substâncias inibitórias.A taxa de consumo do substrato pode ser modelada utilizando equações cinéticas como a cinética monod, que relacionam a concentração do substrato à taxa de crescimento microbiano.

A equação de Monod é expressa como:

μ = μmax * (S / (K]s + S)]]

Quando μ é a taxa de crescimento específica, μmax é a taxa de crescimento específica máxima, S é a concentração do substrato e K[s] é a constante de meia saturação.

Consumo de Substratos em Culturas Contínuas

Em culturas contínuas, os substratos são fornecidos continuamente, e o sistema atinge um estado estacionário. A taxa de consumo do substrato depende da taxa de diluição e da concentração de biomassa microbiana. O processo é frequentemente descrito usando o modelo de quimiostato.

A concentração de substrato no estado estacionário (S) pode ser calculada utilizando a equação:

S = (Ks * D) / (μ]max[ - D)

Taxa de Consumo de Substratos Calculando

A taxa de consumo do substrato (qS]) é frequentemente expressa em:

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

em que D é a taxa de diluição, Sin é a concentração de substrato nos alimentos para animais, S é a concentração residual de substrato e X é a concentração de biomassa.