С.Г. Мухачев
МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
МИКРОБНОГО РОСТА
Учебное пособие
Казань
КГТУ
2011
УДК 576.8:577.3:663.1
ББК
Мухачев, С.Г.
Методика
лабораторного
культивирования
аэробных
микроорганизмов и определение энергетических параметров
микробного роста: учебное пособие / С.Г. Мухачев.- Казань: Изд-во
Казан. гос. технол. ун-та, 2011. <...> ISBN 978-5-7882-1106-0
Предметом настоящего пособия является методика реализации
и анализа аэробных процессов подготовки инокулятов и посевных
материалов, стадии наращивания биомасс продуцентов в продуктовых
биореакторах при использовании питательных сред известного и
постоянного состава. <...> GT
Абсолютно сухая биомасса
Культуральная жидкость
Контрольно измерительные приборы и
средства автоматизации
Макроэргическое соединение
Остаточная концентрация
Объемный процент
Газовый тракт
Принцип построения обозначения величины параметра: <...> [c] – концентрация компонента в газовой фазе;
с – концентрация компонента в жидкой фазе;
∆с – изменение (приращение значения) параметра. <...> 2
От общего принципа имеются некоторые отклонения,
связанные с общепринятыми обозначениями, например,
концентрация биомассы обозначена как x. <...> n
Наименование параметра
Размерность
2
3
час, мин
мин
Время процесса
Шаг дискретизации замеров
Время задерки потока в линии
газового тракта; период подачи
доз субстрата
Объем неаэрированной жидкости
в биореакторе
Объем дозы жидкого компонента
Объем пробоотборника
Свободный объем выходного
газового тракта
Расход газового потока на входе в
биореактор
Расход газового потока на выходе
из биореактора
Расход газа, измеренный
образцовым расходомером при
выполнении тарировки
Массовый расход потока
жидкости
Плотность жидкости
Число поданных доз, отобранных
проб
3
сек
л
мл
мл
л
л/мин
л/мин
л/мин или
г/мин
г/час
г/см3
-
1
A, G, F
ТF
TGвых
PF
PGвых
PA
PО <...> 2
3
Индексы, показывающие место
измерения параметра
соответственно <...>
Методика_лабораторного_культивирования_аэробных_микроорганизмов_и_определение_энергетических_параметров_микробного_роста._Учебное_пособие.pdf
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Казанский государственный технологический
университет»
С.Г. Мухачев
МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
МИКРОБНОГО РОСТА
Учебное пособие
Казань
КГТУ
2011
Стр.1
УДК 576.8:577.3:663.1
ББК
Мухачев, С.Г.
Методика
лабораторного
микроорганизмов и определение
культивирования
аэробных
энергетических параметров
микробного роста: учебное пособие / С.Г. Мухачев.- Казань: Изд-во
Казан. гос. технол. ун-та, 2011. – 80 с.
ISBN 978-5-7882-1106-0
Предметом настоящего пособия является методика реализации
и анализа аэробных процессов подготовки инокулятов и посевных
материалов, стадии наращивания биомасс продуцентов в продуктовых
биореакторах при использовании питательных сред известного и
постоянного состава.
Пособие предназначено для студентов специальности 240803
«Рациональное использование материальных и энергетических
ресурсов», а также может быть адресовано студентам и аспирантам
технологических специальностей, изучающим и применяющим
методы микробиологического синтеза.
Подготовлено на кафедре химической кибернетики.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного технологического университета.
Рецензенты: проф. И.А. Якушев
ст. препод. А.Р. Каюмов
ISBN 978-5-7882-1106-0
© Мухачев С.Г., 2011.
© Казанский государственный
технологический университет, 2011.
1
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
Обозначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.
2.
Состав и метрологические характеристики
измерительно-аналитического
биореакторного комплекса . . . . . . . . . . . . . .
Алгоритм первичной обработки
экспериментальных данных . . . . . . . . . . . . .
2.1 Расчет
газового
баланса
и
показателей массообмена кислорода. . 26
2.1.1 Учет искажений потока в
выходном газовом тракте. . . . 26
2.1.2
2.1.3
2.1.4
Расчет газовых потоков . . . . . 29
Расчет скорости дыхания и
дыхательного коэффициента.
34
Расчет удельной скорости
роста при периодическом
режиме по данным о
потреблении кислорода . . . . . 35
2.1.5
Расчет параметров процесса
массообмена кислорода . . . .
38
2.2 Расчет баланса жидкостных потоков . . 42
76
Стр.
3
8
9
23
Стр.77
2.3 Расходные и экономические
коэффициенты, технологические
параметры микробиологических
процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.
Расчет стехиометрии процесса культивирования
аэробных микроорганизмов. . . . . . . . 50
3.1 Стехиометрия
процесса
роста
продуцента и биосинтеза целевого
продукта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2 Энерго-материальный баланс процесса
роста аэробных микроорганизмов . . .
4.
5.
6.
54
Пример расчета энерго-материального
баланса потребления дозы этанола в
отъемно-доливном процессе . . . . . . . . . . . . . 67
Рост аэробных микроорганизмов в условиях
изменяющейся обеспеченности кислородом. 68
Контрольные задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Список источников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
77
Стр.78