第四章微生物反应动力学(制药工程)Word

上传者：黄焕如
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上传时间：2017-06-06
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第四章微生物反应动力学(制药工程)Word

　　第四章细胞反应动力学

　　第四章微生物反应动力学(制药工程)Word1

　　4.1 微生物反应过程的质量和能量衡算4.1.1 微生物反应过程的质量衡算微生物反应中参与反应的培养基成分多，反应途径复杂。

　　如果把微生物反应看成是生成多种产物的复合反应：

　　碳源+氧+氮源=菌体+有机产物+二氧化碳+水

　　CHmOn+aO2+bNH3→cCHxOyNz+dCHuOvNw+eCO2+fH2O

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　　呼吸商：细胞生长过程中放出的CO2与消耗的O2的摩尔比

　　RQ YCO 2/O2

　　ΔCO 2 CO2 产生速率 ΔO 2 O 2消耗速率

　　式中: ΔCO2 为一定时间内细胞生长放出的CO2量 (mol、Kmol) ;

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　　4.1.2 微生物反应过程的得率系数

　　对底物的细胞得率系数得率系数是对碳源等物质生成细胞或其他产物的潜力进行定量评价的重要参数。消耗1克基质生成细胞的克数称为细胞得率或生长得率。 m X 生成细胞的质量消耗基质的质量 mS

　　YX / S

　　dX dX / dt rX d [ S ] d [ S ] / dt rS

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　　对底物的产物得率系数

　　YP / S

　　m P 生成代谢产物的质量消耗基质的质量 m S

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　　与碳元素相关的得率系数YC:当基质为碳源，一部分被同化为细胞组成成分，其余部分被异化分解为CO2和代谢产物。YC m X X 生成细胞的质量细胞含碳量 YX / S X 消耗基质的质量基质含碳量 ( mS ) S S

　　XC和SC---单位质量细胞的含碳量和单位质量基质的含碳量

　　与氧相关的得率系数YO:生成细胞质量与消耗氧的比值。生成细胞的质量 YO 消耗氧的质量

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　　举例：C6H12O6+aO2+bNH3→cC4.4OH7.3N0.86O1.2+dH2O+eCO2 已知：葡萄糖中的碳2/3转化为细胞中的碳1.

　　计算c值

　　2.3. 4. 5.

　　计算e值根据原子的平衡关系计算b,d,a值

　　求YX/S求YX/O

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　　4.2 细胞生长的非结构动力学4.2.1 细胞生长动力学描述方法(1)微生物反应过程细胞群体 ①细菌群体的复杂性：通常1mL培养液中含有107~108个细胞，每个细胞都经历生长、成熟、衰亡的过程，同时伴有退化、变异 ②多相：体系中有液相、固相、气相，性质不同，相内、相间有反应、传质 ③多组份：细胞组成复杂 ,蛋白质、脂肪、糖、核酸、维生素、无机盐、水等,培养液中的营养物，代谢产物 ④非线性：生化反应过程复杂,不能用线性方程描述

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