medicina

Enfoque general de fotobiorreactores Modelando
Los modelos matemáticos de la cinética de crecimiento de un microorganismo fotosintético
se puede realizar utilizando el enfoque general para la caracterización
cultivos sumergidos de microorganismos . Formalmente, la descripción macroscópica
de la cultura , es decir, la representación matemática de las variables de estado implica
manipulaciónsimultánea de dos tipos de mecanismos .
- Comportamiento fisiológico incluyendo la caracterización de la actividad metabólica ,
determinación de la estequiometría de biorreacción , y el establecimiento de cinética
leyes para la conversión de sustratos en biomasa o productos;
- Medidas controladores físicos, incluyendo las tasas de transferencia de líquidos de gas , las características demezcla
de los biorreactores, equilibrios termodinámicos y la energía de la luz
transferir caracterización.
La caracterización física de la luz de la transferencia de energía en todo el
volumen de líquido de un fotobiorreactor es claramente vital para la adecuada comprensión de
la tasa de control de procesos y debe ser descrito cuidadosamente . Sin embargo , la
modelo matemático final delfotobiorreactor se forma por la asociación de
los fenómenos de los modelos de transporte con los micro - cinética de conversiones biológicas.
Por lo tanto el modelado cinético de la actividad metabólica se debe realizar de tal
de manera que se puede acoplar con el proceso de control de velocidad física de la luz
transferencia de energía ya se ha descrito en medios densos por las ecuaciones detransferencia radiativa .
Esto condiciona lugares de cómo se expresan las leyes cinéticas . Un segundo
restricción se refiere a las leyes de conservación de masa . En términos generales , se
siempre es posible construir tantas relaciones cinéticas , ya que hay sustratos y
productos que se consumen o han evolucionado . Sin embargo , estos modelos no se
garantizar saldos conservación de la masa , queson la herramienta básica de macroscópica
descripción; esto incluye la determinación de los rendimientos de conversión en masa ,
en particular, los rendimientos de producción y biomass/CO2 02/C02 en el caso de los
el crecimiento fotosintético . La representación de los procesos fisiológicos que es
por lo tanto, que se adopten serán traducidos desde el enfoque clásico utilizado para
ingenieríade las reacciones químicas . Se separa el establecimiento de estequiométrica
ecuaciones ( que satisfacen por balances elementales de conservación se) y los
determinación de las leyes cinéticos relacionados con cada ecuación estequiométrica .
Este enfoque se ha utilizado más ampliamente en la última década para el modelado
culturas aeróbicas o anaeróbicas [ 1 ] , se puede aplicar con eficaciaa las culturas
de microorganismos fotosintéticos tales como Spirulina platensis sin significativa
modificaciones , proporcionando modelos estequiométricas para el crecimiento y el producto
formación .
2.1.1 Caracterización del crecimiento por una única ecuación estequiométrica
Cabe destacar que el metabolismo de los microorganismos fotosintéticos
es demasiado complejo para ser modelado entodas sus complejidades . Una reducción en el
por lo tanto, la complejidad es necesario . En el estado del suelo , el modelo de crecimiento se
contener una sola ecuación estequiométrica y una única ley cinética que incluye
la limitación física de la transferencia de energía de luz en el interior del medio.
La primera dificultad es la determinación de la composición elemental de seco
materialcelular . Esto se puede hacer de dos maneras : ( i) la determinación experimental de la
contenido global de carbono, oxígeno , hidrógeno , nitrógeno , fósforo y azufre
en el extracto seco, o ( ii ) la determinación de las fracciones de masa de las diferentes clases de
macromoléculas tales como proteínas , lípidos, carbohidratos , ácidos nucleicos . la
segunda dificultad es el cálculo de los...