发酵过程涉及复杂的生物反应,可以数学上模拟优化生产。 了解生长速度和产品形成模型有助于预测和控制发酵结果。

发酵增长率

生长率说明微生物在发酵期间的生长速度,通常以对应时间单位表示的以微为单位的特定生长率表示。

计算生长率需要监测细胞浓度随时间推移。指数化阶段最适合这种计算,因为细胞数会指数化增加。

产品形成模式

发酵期间的产品形成可以遵循不同的动能模型,主要是线性、指数性或物流模型。 这些模型有助于预测产品浓度如何随时间变化。

共同模式包括:

  • Luedeking-Piret模型:产品形成与细胞生长相关.
  • 零序型号:假设产品成型率不变.
  • 第一订单模型:将产品形成率与底物或生物量浓度联系起来.

数学方程式

具体增长率(μ)的计算采用:

μ = (1/X)*(dX/dt)]

在X为生物量浓度的地方,产品形成率(P)可以模型化为:

dP/dt=α * dX/dt + β * X ]] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ [

这里α和β是表示增长相关和非增长相关产品形成的常数.