Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Инженерная биотехнология: основы технологии микробиологических производств

ПОТРЕБНОСТЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В КИСЛОРОДЕ И КИНЕТИКА ЕГО ПОТРЕБЛЕНИЯ

Для роста и развития аэробных микроорганизмов необходим кислород. Он окисляет органические субстраты и обеспечивает клетки энергией [55]. В отличие от других питательных веществ кислород очень плохо растворяется в воде и в растворах солей. Растворимость кислорода в ферментационных жидкостях обычно составляет не более 4—7 мг/л (в чистой воде при 25 °С — 8,1 мг/л). Такое количество кислорода обеспечивает потребность культуры в течение нескольких минут, поэтому при культивировании аэробных микроорганизмов обязательным условием является аэрация культуральной жидкости. При аэрации происходит непрерывный транспорт кислорода из газовой фазы в жидкую к клеткам микроорганизмов, а также отвод от них образующегося диоксида углерода. Потребность культуры микроорганизмов в кислороде зависит от ряда факторов, в частности от концентрации микроорганизмов в культуральной жидкости, вида используемого углеродсодержащего субстрата (при росте дрожжей на средах с сахарами максимальная удельная потребность в кислороде составляет около 0,8 г на 1 г биомассы, на средах с органическими кислотами — 2,0, на н-парафинах— до 3), вида и штамма применяемых микроорганизмов.

Кислород поступает в культуральную жидкость с аэрирующим воздухом через границу раздела фаз газ — жидкость. Простейшей моделью, описывающей этот процесс, является модель стационарной жидкой пленки. Согласно ей на границе раздела фаз существует тонкая пленка жидкости, в которой массопередача кислорода происходит путем молекулярной диффузии и существует градиент концентрации кислорода. В основном объеме жидкости концентрацию кислорода принимают постоянной. Процесс абсорбции кислорода при этом можно описать уравнением

дС/дГ = К1а(С*-С)-О02,

где к1 константа, зависящая от коэффициента диффузии кислорода и толщины стационарной жидкой пленки, м/с; а — поверхность раздела фаз на единицу объема жидкости, м , С*— концентрация кислорода в жидкой фазе, равновесная с газовой фазой, г/л; С — реальная концентрация растворенного кислорода в жидкости, г/л; 0О1—скорость потребления кислорода микроорганизмами, г/(л • с).

На практике величина С снижается до значений, близких к нулю, в периоды интенсивного роста микроорганизмов. Величина С* определяется парциальным давлением кислорода в газовой фазе. Следует отметить, что при прохождении пузырьков газа через ферментационную жидкость содержание кислорода в них постепенно снижается. Концентрация кислорода в отходящих газах составляет обычно 18—20%, а иногда 16% (в чистом воздухе 21% кислорода).

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы