Массопередача кислорода к микроорганизмам

Массопередача кислорода к микроорганизмам [c.87]

Кроме того, располагая данными в отношении величины коэффициента массопередачи кислорода в аппарате, концентрации микроорганизмов и содержания кислорода в культуральной жидкости, можно рассчитать дыхательную активность культуры [c.278]

Метод переменного дефицита для сточной воды с активным илом, в некоторых случаях представляется необходимым иметь данные поведения той или иной аэрационной системы в реальной жидкости при наличии активного ила в ней. Метод определения объемного коэффициента массопередачи в этом случае отличается от предыдущего метода его определения тем, что одновременно с процессом растворения кислорода идет процесс его потребления. Поэтому необходимо знать также скорость потребления кислорода микроорганизмами. Подняв концентрацию растворенного кислорода до какого-либо значения, можно затем прекратить подачу воздуха и путем отбора проб на анализ растворенного кислорода установить скорость его потребления микроорганизмами. Когда кислород будет полностью потреблен, снова подают воздух и через каждые 1—2 мин берут пробы на анализ растворенного кислорода до установления режима либо полного насыщения, либо постоянного дефицита. По полученным результатам строят кривую растворения кислорода (с учетом его потребления микроорганизмами), и коэффициент массопередачи определяют по аналогии со вторым методом. [c.97]

Показателем работы системы подачи воздуха аппарата для культивирования микроорганизмов может служить величина объемного коэффициента массопередачи Кг- Коэффициент характеризует количество кислорода в 1 мг, передаваемое 1 мл жидкой среды за 1 ч( при разности равновесной и рабочей концентраций его в среде 1 мг/мл. Измеренные величины Ку у ферментеров глубинных культур различных микроорганизмов колеблются в пределах 429—5720 мг/(мл-ч) (Герольд и др., 1966). Объемный коэффициент массопередачи кислорода можно рассматривать как произведение поверхностного коэффициента (см/ч) на величину поверхности фазового контакта пузырьков Р (см ) в культуральной среде. Значение К[ у малорастворимых газов низкое, поэтому на перенос кислорода большое влияние оказывают фазовая поверхность и скорость массообмена. Косвенное представление об интенсивности массообмена дает максимально достигаемая концентрация дрожжей, уменьшающих содержание кислорода в среде. При критической концентрации последнего размножение дрожжей прекращается. [c.38]

Согласно развиваемому системному подходу к анализу сложной совокупности процессов на микро- и макроуровнях, к эффектам, определяющим поведение системы на макроуровне, относится массопередача. Массообменные процессы в биореакторе непосредственно влияют на рост микроорганизмов, определяя скорость транспорта питательных веществ к клеткам и отвод продуктов метаболизма в среду в количестве, соответствующем стехиометрическим коэффициентам. Наибольший практический интерес, с точки зрения ограничения скорости процесса ферментации, представляют такие элементы питания, как кислород и углеродсодержащий субстрат, учитывая большую удельную потребность в них клеток, низкую растворимость в культуральной жидкости и присутствие в ферментационной среде в виде дисперсных фаз. [c.87]

Фиксируя значения С и к, можно ограничиться выбором такой величины коэффициента массопередачи, при которой концентрация растворенного кислорода, неизбежно изменяясь в процессе культивирования микроорганизмов, не становилась бы ниже любого заданного уровня. В этом случае требуемое значение коэффициента массопередачи к р следует рассчитывать по [c.278]

Так, например, если ориентироваться на необходимость обеспечения потребностей культуры аэробных микроорганизмов в растворенном кислороде, то максимальную величину коэффициента массопередачи следует обеспечивать при достижении попу- [c.330]

Общий механизм снабжения микроорганизмов кислородом состоит из массопередачи между газовой и жидкой фазами, т. е. растворения кислорода в ферментационном растворе, и затем передачи растворенного кислорода из раствора в массу микроорганизма 142, 58]. Эти биохимические процессы составляют собственно частную группу процессов массопередачи между газом, жидкостью и твердым веществом. [c.221]

В соответствие уравнению (8) скорость абсорбции кислорода воздуха культуральной средой рационально регулировать в аппарате изменением величины коэффициента массопередачи в зависимости от потребностей микроорганизмов. Значение /(/а можно повысить турбулизацией культуральной среды, что достигается введением в нее энергии при перемешивании. [c.142]

Для случая постоянства коэффициента массопередачи по всему рабочему объему аппарата представляется возможным составлять математическое описание процесса абсорбции кислорода воздуха средой в периодически действующем аппарате при культивировании микроорганизмов. [c.143]

На основании материального баланса процесса культивирования микроорганизмов представляется возможным определить минимальное значение коэффициента массопередачи по кислороду, обеспечивающее достижение конструкцией и режимом работы вновь создаваемого непрерывно действующего аппарата заданной стационарной концентрации биомассы в условиях абсорбции, не лимитирующей процесс. [c.148]

Уравнение (23) позволяет записать зависимость для определения минимального значения коэффициента массопередачи (Д7а) п , обеспечивающего достижение конструкцией и режимом работы вновь создаваемого непрерывно действующего аппарата заданной стационарной концентрации биомассы микроорганизмов в условиях абсорбции кислорода, не лимитирующей процесс [c.149]

Величина коэффициента массопередачи кислорода отражает соотношение между притоком кислорода и его поглощением микроорганизмом. Измеренная в динамике роста культуры, она характеризует это соотношение на разных стадиях роста. В начале культивирования отмечается практически постоянный уровень коэффициента. Экспоненциальная фаза роста сопровождается его уменьшением, что объясняется значительным образованием культурой вторичных метаболитов, особенно летучих кислот. После окончания роста, обусловленного истощением субстрата, величина коэффициента остается неизменной (Pa a, 1976). Отмечено, что нагревание жидкой среды вызывает увеличение Кьа пропорционально величине абсолютной температуры среды в степени 1/2, т. е. при повышении, например, температуры среды от 30 до 40 °С — приблизительно на 137о. [c.40]

Проведение регенерации активного ила в условиях пенного слоя особенно эффективно при флотации озоном или воздушной смесью, обогащенной кислородом. В этом случае увеличивается движущая сила массопередачи, что также позволяет интенсифицировать доути-лизацию субстрата, поглощенного клетками микроорганизмов активного ила. [c.17]

Область применения уравнения (4.39) не ограничивается описанием изменения концентрации растворенного кислорода в условиях постоянной аэрации как функции численности по1пуля-ции. Если учесть, что Р1(Мо—Х)=С, то уравнение (4.39) можно использовать и для расчета величины коэффициента массопередачи по данным определения концентрации растворенного кислорода, концентрации микроорганизмов и их дыхательной активности. [c.278]

Как это следует из табл. 4.6, требуемые значения коэффициентов массопередачи зависят от величины минимально допустимой концентрации растворенного кислорода Сзадан, которая, в свою очередь, определяется особенностями метаболизма культивируемого микроорганизма. [c.279]

При постоянном составе питательной среды Мо= onst и определенном виде микроорганизмов a Pi = onst возможным приемом регулирования концентрации растворенного кислорода на постоянном уровне являются соответствующие изменения С или к по программе, которую можно получить на основании уравнений ассимиляции в условиях массообмена (4.33) — (4.42). Вместе с тем задача может быть упрощена и сформулирована следующим образом какие величины объемного коэффициента массопередачи следует создать, чтобы при изменении процесса [c.284]

Процесс изъятия и потребления микроорганизмами органических примесей сточных вод состоит в основном из трех стадий [479, с. 17] 1) массопередача органического вещества и кислорода из жидкости к поверхности клетки 2) диффузия вещества и кислорода через полупроницаемую мембрану клетки и 3) метаболизм диффундированных продуктов, сопровождающийся приростом биомарсы, выделением энергии, диоксида углерода и т. д. Как показали исследования [479, с. 20], процессы сорбции органических веществ микроорганизмами существенного значения в механизме биологической очистки сточных вод не имеют. Основная роль принадлежит процессам превращения вещества внутри клетки. [c.274]

Промышленные аппараты с мощныад перемешивающими устройствами и относительно низкими затратами энергии разрабатываются и осваиваются быстрыми темпами. Этого требует развитие микробиологического производства белка на углеводородах, так как углеводородокисляющие микроорганизмы отличаются повышенным удельным расходом кислорода (около 3,5 кг Оз/кг биомассы). Имеются данные по пилотной установке эжекционного типа для культивирования дрожжей на метане, которая обеспечивает скорость абсорбции О2 до 30 кг/м -ч при расходе энергии до 20—30 кВт-ч/м [Чепиго, 1971]. Такая интенсивность массопередачи достаточна для культивирования водородных бактерий при удельной скорости роста до 0,2 ч и концентрации биомассы 45 г/л. [c.133]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология