Концентрация лимитирующая

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

Рис. 10.7. Теоретическая зависимость концентрации биомассы, концентрации лимитирующего субстрата в стационарном состоянии, выхода микробной биомассы от скорости разбавления для простого хемостата (Цт=1,0 ч ,

Уравнения (24) и (27) являются основными для непрерывного культивирования микроорганизмов. Простота этих уравнений, однако, обманчива, так как удельная скорость роста биомассы находится в сложной зависимости от концентрации лимитирующей питательной среды, pH среды, продуктов метаболизма, времени, воз- [c.212]

Таким образом, во всех случаях в кислой среде исходное вещество присутствует в двух или трех формах, из которых только одна является реакционноспособной. Скорости взаимных переходов этих форм велики, и можно считать, что на протяжении всего процесса обе формы присутствуют в термодинамически равновесных концентрациях. Лимитирующей стадией кислотно-каталитического процесса, как правило, является превращение активной промежуточной формы в продукты реакции. Константу скорости к этой стадии принято называть истинной константой скорости кислотно-каталитического превращения. Если обозначить актив- [c.246]

Биореактор рассматривается как аппарат идеального перемешивания, функционирование которого полностью характеризуется только кинетикой процесса биосинтеза. В этих условиях скорость роста микроорганизмов зависит только от концентрации лимитирующего субстрата. [c.137]

Простейшей моделью структуры потоков, используемой для описания изменения концентраций лимитирующего фактора, является модель вытеснения. Система уравнений относительно концентраций кислорода в газовой и жидкой фазах следующая [c.156]

Кй—константа Михаэлиса, численно равная концентрации лимитирующего фактора 3, при которой удельная скорость роста культуры равна половине максимальной удельной скорости роста. [c.70]

Следовательно, в полноценной среде скорость роста культуры не зависит от концентрации лимитирующего фактора (исключая те случаи, когда концентрация слишком мала). [c.71]

Изменение концентрации лимитирующего фактора в системе стабильного режима выражается уравнением [c.71]

Экономический коэффициент, который иногда называют выходом биомассы, имеет большое значение как для характеристики физиологических свойств культуры, так и в практическом получении биомассы или синтезе какого-либо продукта. Считают, что это в целом постоянная величина, на которую не влияют скорость разбавления (притока) й или концентрация лимитирующих веществ. Тем не менее, установлена некоторая зависимость экономического коэффициента у как от О, так и от концентрации субстрата, аэрации, интенсивности перемешивания и др. [c.72]

В соответствии с рис. 6.2 необходимый возраст аэробного ила для обоих реакторов составляет 11 сут. Поскольку предполагается обработка обычных городских стоков, то нет необходимости в специальных мерах предосторожности против слишком сильных колебаний нагрузки и концентраций лимитирующих веществ. На станции с отдельным вторичным отстойником (правая схема на рисунке) весь ил в аэротенке является аэробным. При содержании ила 3 кг БВБ/м и коэффициенте прироста ила 0,6 кг БВБ/кг БПК, что типично для такого рода станций, необходимый объем реактора рассчитывается по уравнению (6.9) [c.272]

Основные нормативные данные, определяющие условия спуска сточных вод Б водоемы, приведены в Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами . Количество соединений, для которых указаны ПДК их в воде, приближается к 500. В настоящее время устанавливаются ПДК для многих других веществ. Методика установления ПДК включает в себя определение предельно допустимой концентрации вещества по органолептическому, общесанитарному и санитарно-токсикологическому показателям. Согласно методическому приему, предложенному С. Н. Чер-кинским и сотр., ПДК вещества устанавливается по тому признаку вредного действия, который характеризуется наименьшей пороговой или подпороговой (для санитарно-токсикологического признака) концентрацией (лимитирующий признак вредности). [c.179]

Одним из пределов интегрирования служит концентрация лимитирующего вещества на поверхности зерна. Это будет верхний предел, если лимитирующим является исходное вещество, и нижний — если продукт реакции. Вторым пределом интегрирования служит равновесная концентрация для обратимых и концентрация, отвечающая полному завершению реакции,— для необратимых реакций. Если скорость реакции зависит от концентрации лимитирующего вещества степенным образом, то интегрирование приводит к формуле (11,69) за исключением особого случая обратной пропорциональности (тг = — 1). Как уже отмечалось в главе I, именно этот особый случай очень часто встречается в процессах гетерогенного катализа, тормозящихся продуктом реак- [c.113]

Для необратимых реакций лимитирующим может быть только одно из исходных веществ. При протекании необратимой реакции в диффузионной области концентрация лимитирующего вещества у поверхности равна нулю, концентрации остальных веществ определяются из условия стехиометрии потоков. При протекании обратимой реакции в диффузионной области концентрации всех веществ определяются химическим равновесием на поверхности и лимитирующим может быть как исходное вещество, так и продукт реакции. [c.145]

Таким образом, в точке оптимума концентрация лимитирующего вещества в 0/ттг раз меньше начальной. Для типичных реак- [c.373]

Решение. Расчетное уравнение, записанное в концентрациях лимитирующего компонента в соответствии с уравнением (VI. 9), после подстановки значения г из формулы (VI. 55). примет вид [c.120]

Се—концентрация лимитирующего реагента на выходе из реактора Са—концентрация лимитирующего реагента на входе в реактор [c.352]

Отсюда вытекает важная особенность предельно допустимых концентраций вредных веществ в санитарной охране водоемов, определяемая по пороговой и подпороговой концентрации лимитирующего признака вредности. Она тем самым создает известный запас надежности по двум другим признакам вредности. Так, если предельно допустимая концентрация меди составляет 0,1 мг л ПО общесанитарному признаку, то это значит, что пороговые или подпороговые концентрации для меди по органолептическому или санитарно-токсикологическому признаку не могут быть ниже, но могут быть на уровне 0,1 мг л и выше. Предельно допустимая концентрация для хлорбензола также 0,1 мг л при лимитирующем органолептическом признаке вредности. Это означает, что пороговая или подпороговая концентра- [c.130]

Рис. 10,2. Графическое представление соотношения Моно, описывающего за висимость удельной константы скорости роста от концентрации лимитирующего субстрата.

Отсюда можно получить выражение для концентрации лимитирующего субстрата в стационарном состоянии, заменив [х на > [c.424]

Основными постоянными источниками выбросов вредных веществ на месторождении являются УКПГ, ДКС, ЦПС и ДНС. Более 90% выбросов приходится на оксид углерода, оксиды азота и метан. Расчеты рассеивания загрязняющих веществ показали, что на расстоянии 1 км от этих объектов концентрация лимитирующего вещества - оксида азота в приземном слое атмосферы не превышает 0,5-0,8 ПДК. В настоящее время для предприятий по добыче газа расстояние до границы санитарнозащитной зоны установлено равным не менее 2 км. Следовательно, содержание в воздухе вредных веществ на этой границе будет еще меньше. [c.29]

Модель смешения с застойной зоной. С увеличением объема биореактора в нем в значительной степени начинает проявляться неравномерность распределения энергии по объему аипарата. На практике это приводит к образованию застойных зон. Этому также способствуют часто используемые в биореакторах встроенные теплообменники. Структура модели реактора с застойной зоной показана на рис. 3.18, а. В соответствии с рисунком весь объем аппарата делится на две зоны — и (1—х)У. В первую зону подают компоненты питания (5оо) и из нее же отбирают биомассу микроорганизмов. В застойной зоне устанавливается некоторое значение концентрации лимитирующего субстрата определяющее скорость роста микроорганизмов и их концентра- [c.144]

Удельная скорость ц зависит от концентрации лимитирующего субстрата (источника углерода или азота) максимальной удельной скорости роста и субстратспецифичной константы К . [c.352]

Чтобы лучше понять физический смысл результатов приближенной теории п распространить ее на более обилие случаи, можно воспользоваться следующими простыми соображениями. Основная идея приближенной теории заключается в том, что реакцию можно считать протекающей там, где ее скорость максимальна, если этот максимум острый. Найдем те оптимальные условия, при которых скорость реакции максимальна. Если выполнены условия подобия полей температуры и концентрации лимитирующего вещества, то обе эти величины могут быть выражены через параметр т), согласно формуле (VIД9). Производя разложение экспонента вблизи температуры и определяя безразмерную температуру [c.373]

Если бы рост (Н) ограничился вследствие истощения питательного вещества, то Н = КС, где К — константа, а С — начальная концентрация лимитирующегося питательного вещества Следовательно, между С и Н существует прямая зависимость Если какое-то питательное вещество изначально содержится в довольно низкой концентрации, то промежуточные метаболиты будут образовываться с ограниченной скоростью, и общая скорость роета будет функцией концентрации названного выше вещества Эксперимен-тально установлено, что в соответствии с уравнением С [c.280]

Неопределенно длительное время можно выращивать клетки млекопитающих в непрерывных хемостатных культурах, когда удается добиваться постоянства концентрации лимитирующего субстрата и плотности клеток (см. главу 7). Теория и практика непрерывного культивирования впервые сформулированы в 1950 г. Ж. Моно, и, независимо от него, А. Новиком и Л. Сцилардом, предложившими термин "хемостат". В хемостатах скорость подачи свежей среды и отбора культуры равны (как и объем их). Скорость роста, развития и размножения клеток контролируется скоростью подвода лимитирующего компонента, а численность — его концентрацией. В качестве лимитирующего рост агента чаще всего используют глюкозу, реже — фосфат и другие вещества. При правильном подборе условий выращивания в хемостатах удается на порядок увеличить выход клеток по сравнению с периодическим культивированием. Причем, хемостатные культуры отличаются накоплением физиологически однотипных клеток. Это можно показать на примере с клетками лейкемии мышей — L 1210 (таблица 55), которые засевали (инокулят) в концентрации 2 10 клеток/мл для периодического культивирования, длившегося 3 суток до пол П1ения максимальной плотности 2,5 10 клеток/мл (суспензионные культуры). При хемостатном культивировании скорость подачи среды и отъема культуры составляла 0,3 сут . [c.543]

Наблюдаемый порядок по концентрации лимитирующего вещества в пассивной фазе равен, таким образом, истинному. Из (V. 129) очевидно, что чем выше порядок реакции, тем сильней она тормозится при переходе в область ограниченной растворимости. Соответственно, если плохо растворимое исходное вещество вступает в несколько параллельных реакций, избиратель- юсть процесса меняется в пользу реакций меньшего порядка. Порядок реакции по остальным исходным веществам, хорошо растворимым и находящимся в активной фазе в избытке, при переходе в область о1раниченной растворимости становится равным нулю. [c.222]

Скорость окклюзии галогенидов. Скелс [34] изучил кинетику необратимой окклюзии Na l цеолитом NaY и нашел, что на скорость окклюзии сильно влияет начальная концентрация вводимой соли. Следовательно, при малых концентрациях лимитирующей стадией процесса становится диффузия вводимой соли (рис. 5-2). Анализ кинетических данных показал, что кинетика окклюзии не подчиняется простому кинетическому уравнению первого порядка, что свидетельствует о более сложном механизме процесса. Его можно представить себе, предположив, что анионы такого размера, как галогениды, слишком велики для того, чтобы они могли проходить через 6-членные кислородные окна, ведущие в содалитовую ячейку, не вызывая разрыва связи между каркасными катионами (Si, AI) и ионами кислорода. Такой разрыв связи должен существенно увеличивать размер 6-членного кислородного окна, способствуя прохождению окклюдированного аниона. [c.410]

Дет стерически препятствовать абсорбции, однако поскольку реакция зависит от активации водорода комплексом металл — алкин или металл — алкен, то слишком высокая поверхностная концентрация сильно абсорбированной молекулы алкина ингибирует активацию водорода, тогда как слишком низкая поверхностная концентрация лимитирует скорость. [c.45]

При непрерывном культивировании в хемостате конкуренция между двумя видами микроорганизмов за один лимитирую-Щ.ИЙ субстрат определяется обычно именно их сродством к этому субстрату, а не максимальной удельной константой скорости роста [Хт. При стационарном режиме в простом хемостате без iiOBTOpHoro использования биомассы концентрация лимитирующего субстрата равна [c.411]

Зависимость между производительностью Р н, концентрацией микробной биомассы в стационарном состоянии х, концентрацией лимитирующего субстрата в стационарном состоянии 5 и скоростью разбавления представлена на рис. 10.9. Из этих соотношений с очевидностью следует потенциальная возможность увеличения рабочей скорости разбавления или благодаря повторному использованию биомассы, как в рассматриваемом нами слу4ае, или путем удержания активной биомассы. [c.428]

Было установлено, что биологическое самоочищение продуцирует биомассу, количество которой достигает 30% и более загрязнения, удаленного из воды. Эксперимент позволил также оценить ограничение скоростей удаления, обусловленное абсолютной концентрацией загрязняющих соединений. Рис. 36 в обобщенном виде представляет специфические скорости самоочищения различных концентраций сахарозы эпибентической биомассой в воде при различных соотношениях гетеро- и фототрофных микрофитов. На основании этих данных становится очевидным, что фототрофные микрофиты малоактивны в отношении изученных органических соединений. С этим связано снижение скорости самоочищения в реке при увеличении численности фототрофов. Независимо от этого фактора проявляется воздействие абсолютной концентрации отдельных загрязняющих соединений. При концентрациях ниже определенного уровня наступает замедление самоочищения в соответствии с известной зависимостью между скоростью роста и концентрацией лимитирующих веществ, поскольку в реках обычно присутствуют довольно низкие абсолютные концентрации отдельных соединений (даже при условии массивного загрязнения) максимальная скорость роста организмов, ответственных за самоочищение, возможно, никогда не наблюдается в природе. [c.128]

Как известно, одним из методов определения БПК является использование манометров или аппарата Варбурга и Зонгеиа. Первое устройство было испытано в исследованиях [37] и [86], при этом были отмечены определенные ограничения к его использованию. Впоследствии аппарат Зонгена был использован для оценки потребления кислорода в процессе окисления сырой нефти в морской воде в полевых условиях в течение 28 дней. Весь выделенный СОг оставался в забуференной среде с морской водой. Отмечено, что потребление кислорода зависит как от ростовых особенностей заражающей культуры, так и от степени разрушения нефти [44]. Был также использован кислородный электрод для определения окисления ряда углеводородов клеточной взвесью чистой культуры oryneba terium [87]. Углеводороды добавлялись в виде эмульсии. Отмечено, что высокие и низкие уровни концентраций лимитировали скорость окисления. Скорость окисления увеличивалась от а-пентана до гомологов ряда п-октана и затем снижалась до п-гептадекана. я-Алкены до Сю окислялись с меньшей скоростью, чем связанные алканы, нри Сю и выше реверсия была истинной. Галогенсодержащие алканы, изоалканы, циклоалканы и ароматические соединения окислялись гораздо медленнее. [c.145]

Другой фундаментальной зависимостью, необходимой для количественного описания бактериального роста, является зависимость между удельной скоростью роста и концентрацией лимитирующего субстрата. Было предложено несколько таких зависимостей, их применимость обсуждается в работе Пауэлла [c.92]

Один из таких подходов к проблеме флокулообразования, который применим как к периодической, так и к непрерывной культуре, был предложен Чараклисом [148], который из-за отсутствия данных о равновесном распределении флокул по их размерам предложил решать вопрос об общем росте и утилизации субстрата в бактериальных флокулах на основе предположений об одномерном переносе и последовательном поглощении субстрата на поверхности бактерий с помощью уравнений кинетики насыщения типа уравнения Моно. Более распространенным подходом к этой проблеме явилась модификация кинетического уравнения, используемого для вычисления диффузионного торможения, но при этом происходила подмена скорости реакции скоростью массопереноса. Используя прежний подход и обозначив концентрацию лимитирующего субстрата на поверхности бактериальной клетки как с можно выразить скорость потребления субстрата как [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология