Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Оптимизация многокомпонентного состава питательной среды
Несмотря на наличие большого количества работ, посвященных вопросам питания микроорганизмов, не всегда с достоверной точностью удается определить количественные и качественные характеристики необходимых для развития и метаболизма клеток питательных веществ. Поэтому при конструировании новых ПС необходимо проведение широких исследований по выбору ПС и оптимизации качественных и количественных компонентов среды с целью получения наиболее желаемого результата при ее использовании. Культивирование микроорганизмов неразрывно связано с целесообразностью выявления оптимальных условий ведения процесса. При этом приходится иметь дело с задачами определения оптимальных параметров процесса в зависимости от выбранного критерия оптимизации. Их решение связано с необходимостью максимизации продуктивности процесса по бактериальной массе и минимизации затрат. Процессы культивирования микроорганизмов можно оптимизировать методами, которые разделяются на две группы. К первой группе относятся методы оптимизации по экспериментальным данным. Они не требуют привлечения сложных математических расчетов, но связаны со значительными затратами времени, возникающими из-за необходимости проведения большого количества экспериментальных исследований. Ко второй группе относятся методы с применением математических моделей. В свою очередь последние подразделяются на две отличающиеся по сложности исполнения и точности описания реального процесса подгруппы. К первой следует отнести методы, основанные на построении математической зависимости (уравнения регрессии) протекания ограниченных процессов с использованием традиционного метода планирования эксперимента Бокса-Уилсона. Он позволяет строить поисковые модели, когда исследователь, не располагая сведениями о механизме соблюдаемого явления, имеет лишь информацию о реакции системы на возмущение. Ко второй подгруппе относятся методы, основанные на построении моделей, базисом которых являются законы, описывающие протекание фундаментальных процессов микробиологии (например, процесс размножения и отмирания микроорганизмов). В этом случае принимается за основу положение, что комплекс всех изменений, происходящих в культуральной жидкости (изменение содержания компонентов ПС, образование и расходование промежуточных продуктов биосинтеза, выделение метаболитов и катаболитов, трансформация органических соединений) - это следствие процессов самовоспроизведения, а также результат реакций, связанных с адаптацией и саморегуляцией микробной популяции.
Оптимизация процессов микробиологического синтеза, основанная на использовании методов второй подгруппы, является наиболее глубокой и точной, хотя и более трудоемка и длинна, т.к. требует основательного изучения законов протекания элементарного акта на лабораторном уровне с целью последующего создания математической модели в форме кинетических уравнений. На основе этой модели идет дальнейшая балансировка состава ПС, а также поиск оптимума основных режимов ведения процесса. Задача оптимизации управляемого периодического процесса культивирования по максимизации бактериальной массы или целевого продукта в общем виде выглядит следующим образом: определяется наиболее рациональный состав исходной ПС, а затем профили изменения основных технологических параметров, обеспечивающих значение выбранного критерия эффективности при заданных ограничениях. Важнейшим элементом оптимизации технологического процесса является выбор критерия эффективности. В качестве критериев используют такие показатели, как концентрация живых микробных клеток, съем целевого продукта с единицы объема среды и т.д. Обычно оптимизация процесса культивирования начинается с выбора ПС, обеспечивающей питательные потребности популяции микробов или синтез максимального количества продуктов метаболизма. Количество компонентов, входящих в ПС для выращивания микроорганизмов, может превышать десяток элементов. Биологической роли каждого элемента, влияющего в целом ряде случаев в микродозах на активность метаболических превращений в клетке, посвящено большое число исследований. Сложность выбора определяется еще и тем, что на рост микроорганизмов влияет также взаимное соотношение компонентов.
Большое количество и взаимосвязь составляющих ПС ингредиентов обуславливает выбор методов экспериментального исследования. Обычно используемые методы однофакторного планирования в этих условиях малоэффективны. Использование же математических методов многофакторного планирования экспериментов позволяет установить необходимые концентрации компонентов питания с учетом их совместного влияния на скорость роста, качество биомассы и количество целевого продукта. Обычную схему оптимизации ПС можно представить следующими этапами (схема.1).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 46; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.183.150 (0.006 с.) |