Quá trình lên men bao gồm các phản ứng sinh học phức tạp có thể được mô phỏng theo phương pháp toán học để tối ưu hóa sản phẩm.

Tăng tốc độ lên men

Tốc độ tăng trưởng mô tả sự gia tăng nhanh chóng của vi sinh vật trong quá trình lên men, thường được diễn tả như là tốc độ tăng trưởng cụ thể, được biểu thị bởi tôm, đo bằng đơn vị thời gian phản phân tử.

Tính toán tốc độ tăng trưởng bao gồm việc theo dõi sự tập trung của tế bào theo thời gian.

Mô hình Định dạng sản phẩm

Sự hình thành sản phẩm trong quá trình lên men có thể theo các mô hình động học khác nhau chủ yếu là tuyến tính, cấp số nhân, hay mô hình sao chép. những mô hình này giúp dự đoán sự thay đổi của việc tập trung sản phẩm theo thời gian.

Mô hình thông thường bao gồm:

  • Mô hình "Luedeking-Pret" tương quan với sự hình thành của tế bào.
  • Mô hình lệnhZero: giả định tỷ lệ hình thành sản phẩm không đổi.
  • Mô hình thứ nhất: liên kết tỷ lệ hình thành sản phẩm với sự tập trung dưới mức độ tập trung hoặc sinh học.

Phương trình toán học

Tỷ lệ tăng trưởng cụ thể (Greci) được tính bằng cách sử dụng:

(X) * )

Khi X là tập trung sinh học. tỷ lệ hình thành sản phẩm (P) có thể được mô hình hóa như:

dP/dt = EX/dt + thi X

Ở đây, G và GW là những hằng số đại diện cho sự tăng trưởng và không tăng trưởng sản phẩm.