To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Co to jest węglomol.
Węglomol to masa molowa danej substancji przypadająca na jeden węgiel w tym związku.
Ilość C,H,O,N w 100g (np. w biomasie) przeliczam na mole ,a następnie obliczam współczynniki do wzoru składu standardowego przeliczając na zawartość tylko jednego mola węgla. Masa węglomola biomasy uwzględnia takie przeliczenie oraz to ,że 4 główne rozważane pierwiastki stanowią 95% masy, czyli masa będzie nieco większa niż wynika z zawartości C,O,H,N.
Zasada całkowitego bilansu wzrostu.
S+N+O=X+P+C+W
Dla każdego z 4 bilansowych pierwiastków ustala się oddzielne równania uwzględniające ich zawartość węglomolową oraz wynikającą z natury procesu określoną przez współczynnik ( [ni] - stałe dla danych warunków ,dla danego organizmu itd.).
W przypadku zawartości wodoru w wodzie oraz tlenu w wodzie i dwutlenku węgla uwzględnia się liczbę ich atomów w cząsteczce oraz współczynnik . Dla węgla zawartość węglomolowa jest zawsze 1 (co wynika z definicji węglomola).
C: S+N=X+P+C
H: S+N=X+P+W
O: S+N+O=X+P+C+W
N: S+N=X+P
Współczynniki wydajności.
Powyższe 4 równania dostarczają 7 niewiadomych . Aby rozwiązać ten układ równań ustala się dodatkowe 3 równania będące powiązaniami niewiadomych współczynnik wydajności X/S=X/S
współczynnik wydajności P/S=X/P
zużycie N/X=N/X - rozwinięcie wynika z bilansu azotu
Współczynniki wydajności mogą mieć postać uwzględniającą masę molową związków i dają wtedy wynik masowy [g].
Stopień redukcji i jego interpretacja.
Aby dokonać bilansu tlenu trzeba uwzględnić zależności elektronowe:
[gamma drukowana] -bezwzględny stopień redukcji- ilość elektronów oddawanych ze związku przy pełnym utlenieniu , uwzględniając ,że węgiel oddaje 4 ,wodór oddaje 1 ,zaś tlen w związku pobiera 2 elektrony.
γ [gamma mała] - względny stopień redukcji - wprowadza stan odniesienia będący stopniem redukcji źródła azotu ,pozwala pominąć w obliczeniach N ( określając jego stopień redukcji za zerowy).
i γ są identyczne dla związków bez azotu , w przypadku związku zawierającego azot jego względna redukcja będzie mniejsza od bezwzględnej (bo wlicza teoretycznie zdolność redukcyjną źródła azotu czyniąc ją punktem odniesienia).
Przy obliczaniu zapotrzebowania na tlen należy podzielić bilans elektronowy przez 4 ,bo 4 elektrony przypadają na 1 cząsteczkę tlenu.
Ograniczenia bilansowe wzrostu drobnoustrojów.
Istnieją ograniczenia węglowe i tlenowe wydajności biomasy względem substratu:
(…)
… ma charakter inhibicji substratowej (małe stężenie uaktywnia ,duże inhibuje)
Niestrukturalne modele wzrostu
Określane jako modele czarnej skrzynki nie analizują fizjologii ,lecz przyjmują szybkość wzrostu za efekt głównie stężenia podanego substratu limitującego. Mogą być modelami niesegregowalnymi (średnia) lub segregowalnymi (pojedyncze osobniki). Większość jest oczywiście modelem uśrednionym.
Monod…
… spalania). Entalpia to funkcja stanu nie zależna od stanu odniesienia.
Stosuje się entalpie spalania (energia uwolniona przy utlenieniu całkowitym danego związku), bo pozwalają uniknąć uwzględniania dwutlenku węgla i wody ,które są produktami spalania i podają dane dla temperatury standardowej ,czyli zbliżonej do rzeczywistej prowadzenia hodowli.
Im bardziej związek jest zredukowany tym większą…
… substratu:
węglowe - węgiel w substracie jest jedynym źródłem węgla dla biomasy (i ewentualnie produktu), czyli wydajność X/S oraz P/S musi być mniejsza, równa 1
tlenowe - wydajność X/S i P/S z uwzględnieniem stopni redukcji (X/S i P/X!) musi być mniejsza, równa 1.
Im większy stopień redukcji substratu (wzg. Biomasy) ,tym większą ilością elektronów dysponuje- nadmiar przeznacza na katabolizm ,a ilość biomasy ograniczona jest ilością węgla w substracie (bo współczynnik wydajności elektronowy = tlenowy wynosi nawet więcej niż 1). Dla dużych stopni redukcji substratu wydajność utrzymuje się na stałym poziomie węglozależnym.
Im niższy stopień redukcji substratu (wzg. Biomasy),tym mniejszą ilością elektronów dysponuje -część musi przeznaczyć na katabolizm ,część na biomasę i generalnie więcej substratu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)