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1)延滞期= 02)加速期0max3)对数期= max , 营养底物充足 , 对生长不受限制.在对数生长期间 , 是恒值是一个常数 。
4)减速期在减速期 , 随着时间延长 , 营养底物越来越匮乏 , 生长比速越来越小(曲线上斜率越小) 。
正符合Monod方程:四、 连续培养(单级)操作连续稳定时 , 细胞生长量=排出量令:。
13、D-稀释率 , (h-1).稀释率是人为控制的 , 因此在连续发酵过程生长比速率可以人为控制 。
连续发酵的必要条件Dmax当Dmax , 发酵就发生“冲出”现象 。
* * 连续发酵,在Dmax的前提下 , 随着D的变化而变化 , 当D增大时 , 意味着进料速度增大,反应器内底物浓度增高 , 所以值随之增大;当D降低时 , 意味着进料速度减小 , 反应器内底物浓度随之降低 , 有许许多多的实验得出了Monod方程 , 即限制性底物浓度C S与生长比速率的关系 , 因此连续发酵会自动趋向稳态 , 即=D , 讨论:(1)底物浓度(CS)与稀释率的关系:(2)菌体相对基质得率系数Yx/s(3)菌体浓度与稀释率的关系(4)微生物细胞生产强度(PX)与稀释率的关 。
14、系菌体浓度(CX)、底物浓度(CS)、生产强度(Px)与稀释率(D)的关系作图如下:从上图看出:1)在一定的稀释率下 , 微生物细胞生产强度(生长速率)(DCX),随着稀释率(D)增大而增大 , 当达到一定的稀释率后,其细胞生产强度随着稀释率增大而降低.2)稀释率在一定范围内变化,细胞浓度(CX)和底物浓度(CS)变化很小 。
当增大到一定程度 , 其变化迅速增加 。
3)稀释率增大到一定程度时 , 微生物细胞冲出 , 罐内菌体浓度为零 , 底物浓度等于初始浓度 , 此时的稀释率称临界稀释率(DC).4)对细胞生产强度而言 , 有一个最佳稀释率(D0pt) , 即细胞生产强度最高 。
5)稀释率越小,底物浓度越低 , 细胞产率越高(转化率高) 。
。
15、 单罐连续发酵(培养) , 当转化率要求不高时 , 可以使用.如果既要转化率高 , 又要细胞生产强度高,单罐连续发酵就满足不了这个条件.如何设计才能使转化率和生产强度都高 , 用多级串联连续就能解决这个问题 , 一般用两个罐就可满足生产要求,第一个罐用作提高生产强度(控制最佳稀释率) , 第二个罐用作提高转化率 。
四、最佳稀率(Dopt)最佳稀释率是细胞生产强度 (生长速率)最大时的稀释率 。
生产强度对D求导,等于零 , 即求得稀释率最大值Dopt最佳稀释率对应的最佳细胞浓度(CXopt)及最大生产强度(PX)opt五、 两级串联连续培养连续稳定时 , CX0=0对第一个罐细胞平衡:对第二个罐细胞平衡:两罐串联与单罐连续发酵时间 。
16、的对比假定用两个罐(等体积)串联连续发酵 , 第一个罐的菌体浓度为第二个罐的0 。
85倍 。
即:CX1=0.85CX2两罐与单罐排出的底物浓度相等 , 即:CS2=CS单罐发酵时间用表示:两罐发酵时间用m表示:六、 带细胞循环的单级培养带细胞循环的单级培养是在单级连续培养的基础上进行的,将流出反应器的物料进行细胞浓缩 , 将浓缩液循环 。
通过浓缩液循环,提高反应器内细胞浓度,从而提高反应速率 。
以下是带细胞循环的单级细胞培养流程:图中 , RF为循环液量 , R为循环比 。
Cx2CXCX1对发酵罐培养系统菌体平衡:细胞浓缩分离系统菌体平衡:由以上两平衡式得出:、带细胞循环连续发酵讨论:循环与不循环相比:(1)在转化率和发酵 。
17、罐体积不变时,可提高生产能力.(2)在生产能力和发酵罐体积不变时 , 可提高转化率(CS降低)(3)在生产能力和转化率一定时 , 可减小设备体积.(4)如果细胞不浓缩 ,D =,对CSTR无意义 。
(5)生产能力的提高在于提高了发酵罐中的细胞浓度 。
七、带循环的CPFR带循环的CPFR(带循环平推流式反应器) , 对酶反应因循环物料使得进入反应器的底物浓度降低,因此可以解决因底物浓度抑制的反应而提高反应速率;对微生物细胞反应则提供了连续接种的作用.回流比 物料衡算:进口物料 进口浓度:第四节底物消耗与产物生成动力学一、 底物消耗动力学1、 底物只形成细胞的消耗动力学底物消耗速率通过细胞得率系数与细胞生长的关系 。
18、:底物消耗比速率:qS , max 最大消耗比速率 , (h-1) 。
2、 包括维持细胞生命的底物消耗动力学底物消耗速率:底物消耗比速率:总得率与理论得率关系式可写成:斜率m3、 包括产物生成的底物消耗动力学底物消耗速率:底物消耗比速率:二、 产物生成动力学根据产物生成速率与细胞生成速率的相关性分为三类:1、 相关模型指产物生成与细胞生长相关的.产物生成速率可写成:产物生成比速率:2、 部分相关模型指产物生成与细胞生长部分相关 。
来源:(未知)
【学习资料】网址:/a/2021/0318/0021716779.html
标题:最新|(最新整理)生物反应工程计算题解析( 三 )