Cтраница 4
Следовательно, количество получаемого продукта зависит не только от активности культуры и количества биомассы, но и от скорости разбавления D. Однако эта величина постоянна для каждого отдельного ферментатора и широко варьировать ее нельзя, поэтому продуктивность увеличивают, изменяя количество биомассы или биосинтетическую активность культуры. [46]
Произведенная продуцентами чистая продукция присоединяется к биомассе, накопленной в процессе развития экосистемой в виде древесины растений и тела животных. Запасы биомассы повышают устойчивость экосистемы. Количество биомассы в лесных экосистемах почти в 50 паз превышает продукцию их, в степях и лугах - в 3 - 5 раз. Часть биомассы, при равновесном состоянии эквивалентной чистой продукции, поступает в виде опада сухих листьев и древесины на поверхность почвы, где консументами, формирующими цепи разложения ( 2), подвергается биохимическому окислению до состояния детрита, полуразложившегося органического вещества, формирующего гумус в почве. [47]
Аэробная переработка стоков - это самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии. Она включает следующие стадии: 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности; 2) расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами; 3) поглощение растворенных веществ клетками; 4) рост и эндогенное дыхание; 5) высвобождение экскретируемых продуктов; 6) выедание первичной популяции организмов вторичными потребителями, В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. Эффективность переработки пропорциональна количеству биомассы и времени контактирования ее с отходами. [48]
![]() |
Схема проточного реактора с культурой.| Коэффициенты наблюдаемого выхода продуктов реакции, проводимой в реакторах периодического действия. [49] |
Одна из первых серий опытов была посвящена определению стехиометрии реакции, проводимой в реакторе периодического действия. Результаты этих экспериментов, представленные в табл. 24.1, выражены в значениях коэффициентов наблюдаемого выхода биомассы, сульфатной серы и показателя щелочности, для которых в качестве эталона используется азот нитратов. В этих и последующих опытах для измерения количества биомассы в качестве эквивалента использовали органический азот, так как определить гравиметрическим методом общую биомассу из-за наличия твердой элементной серы было невозможно. [50]
В процессе усвоения микроорганизмами веществ, содержащихся в сточных водах, в клетке микроба одновременно протекают два процесса - синтез протоплазмы и окисление органических веществ. В процессе окисления клетки потребляют кислород, растворенный в сточных водах. Скорость потребления кислорода активным илом зависит от многих взаимосвязанных факторов: количества биомассы, скорости роста я физиологической активности клеток, вида и концентрации питательных веществ, накопления токсических продуктов обмена, количества и природы биогенных веществ, содержания кислорода в сточной воде. [51]
Все переменные, которые необходимо измерять, можно разделить на три группы: первая - параметры, характеризующие состояние сред жидкостных и газовых потоков, сред в аппаратах; вторая - физиологические параметры; третья - параметры, характеризующие состав культуры. К параметрам, характеризующим состав среды, обычно относят температуру, рН, концентрацию растворенного кислорода, скорость перемешивания, интенсивность аэрации, концентрацию солей. Физиологические параметры подразделяются на две группы: относящиеся к продуктам метаболизма ( количество биомассы и внеклеточных метаболитов) и описывающие состояние метаболизма. Многие из этих переменных могут быть измерены непосредственно в процессе ферментации и использованы для управления. Значения же переменных, которые не могут быть измерены, рассчитываются по значениям других переменных или с использованием косвенных измерений. Уже на этом этапе проявляется важность роли вычислительной техники, заключающейся в формировании надежных корреляций и выполнении необходимого объема расчетов недостающих значений параметров по этим корреляциям. [52]
![]() |
Стимулирующие и ингибирующие концентрации катионов щелочных и щелочноземельных металлов. [53] |
При возрастании концентраций катионов выше оптимальных процесс начинает ингибироваться, доказательством чему служит более низкая скорость роста микроорганизмов, чем в отсутствие этих катионов. В конце концов, при еще более высоких концентрациях рост прекращается полностью. К сожалению, в большинстве исследований токсичности приводятся данные по объемной концентрации ингибитора вне ее корреляции с количеством жизнеспособной биомассы. Понятно, что очень важно знать не только количество токсина, действующего на данное количество биомассы, но и количество неинтоксицированных клеток. [54]