Изменение - концентрация - растворенный кислород
Cтраница 2
Таким образом, низкая емкость культуральных сред в отношении растворенного кислорода приводит к тому, что большинство ферментационных процессов может проходить только в условиях интенсивной искусственной вентиляции. При этом в случае высокоаэробных микроорганизмов ( таких, как Azotobac-ter) даже кратковременный перерыв в подаче воздуха в культуру может привести к существенному повреждению культивируемых клеток, снижению выхода и изменению качества целевого продукта. Последнее связано с тем обстоятельством, что при изменении концентрации растворенного кислорода метаболизм микробных клеток может идти различными путями. [16]
Второй вид обратной связи может осуществляться вследствие изменения константы скорости реакции при изменении числа свободных центров на поверхности катализатора в ходе реакции. Математическая модель такого типа иследована в [133] на примере окисления окиси углерода на Pt, Pd, Ir и показано, что роль буфера, хотя он и реагирует с адсорбированной окисью углерода, может играть растворенный в приповерхностном слоем кислород. Если над растворенным в приповерхностном слое кислородом не происходит адсорбции реагирующих веществ или она исчезающе мала, то изменение концентрации растворенного кислорода может приводить к изменению числа свободных мест на поверхности катализатора и к резкому изменению скорости реакции, необходимому для возникновения колебаний. [17]
 |
Изменение дыхательной активности дрожжей в зависимости от концентрации растворенного кислорода. [18] |
Таким образом, для каждого вида микроорганизмов должна существовать некоторая критическая концентрация растворенного кислорода, выше и ниже которой закономерности роста и дыхания различны. При ССкр дыхательная активность пропорциональна относительной скорости синтеза биомассы, которая определяется запасом субстрата в среде и не зависит от концентрации растворенного кислорода. При ССкр дыхательная активность не соответствует потребностям культуры в кислороде, относительная скорость синтеза биомассы является функцией дыхательной активности, изменение которой определяется закономерностью изменения концентрации растворенного кислорода. [19]
Для этой цели используется измерение концентрации растворенного кислорода в иловой смеси с помощью датчиков. Определение концентрации кислорода в одной точке достаточно для аэротенка-смесителя; если концентрация растворенного кислорода неодинакова в объеме аэротен-ка, то отбирается несколько проб и система контролируется по точке с наименьшей концентрацией. Заданный диапазон изменения концентрации растворенного кислорода может составлять 0 3 - 0 5; 1 5 - 2 мг / л ( задается наиболее часто) или выше ( более 3 мг / л) в зависимости от условий проведения биологического процесса. [20]
Были получены математические модели процесса ферментации в лабораторном ферментаторе BIOFLO ( model СЗО с мешалкой, объем 1 л) в ростовых средах различного изотопного состава. С целью установления адекватности теоретических моделей реальному протеканию процесса проведено их качественное исследование методом динамических систем, были рассчитаны все стационарные состояния процесса. Культивирование метилотрофных бактерий и наработку экзополисахаридов проводили в режиме оксистата: подача метанола в виде 20 % - го водного раствора осуществлялась автоматически по мере его ассимиляции клетками в соответствии с изменением концентрации растворенного кислорода в культуральной жидкости. [21]
 |
Три типа поведения решений системы Лоренца. [22] |
Импульсом для создания математических моделей реальных гетерогенных каталитических систем, в которых возможно возникновение сложных и хаотических колебаний, послужила работа [146], в которой исследован механизм возникновения хаотических колебаний, состоящий из двух медленных и одной быстрой переменной. Большинство математических моделей, описывающих автоколебания скорости реакции на элементе поверхности катализатора, двумерны, поэтому они не пригодны для описания хаотического изменения скорости реакции. Модель учитывает основные стадии процесса: адсорбцию реагирующих веществ, взаимодействие адсорбированных водорода и кислорода, растворение реагирующих веществ в приповерхностном слое катализатора. Показано, что сложные и хаотические колебания возникают в системе с кинетической моделью из трех дифференциальных уравнений, два из которых описывают быстрые процессы - изменение концентраций водорода и кислорода на поверхности катализатора, и третье уравнение описывает медленную стадию - изменение концентрации растворенного кислорода в приповерхностном слое катализатора. [23]
Страницы: 1 2