Moledos estructurados

MODELOS CINETICOS ESTRUCTURADOS
Los tipos de modelos no estructurados describen solo la cantidad de la fase biológica pero estos modelos no reconocen ni representan a la composición o lo que podríamos llamar la calidad de la biofase. En situaciones en las que los cambios son significativos en la composición de la población de células y en la que estos cambios influyen en la cinética de lacomposición, se deben utilizar modelos estructurados.
Las variables biofase empleadas en los modelos estructurados son típicamente la masa (xj) o concentración molar (cj) por unidad de volumen de biofase. Para un reactor bien mezclado, escribiendo el balance de materia en componentes nos da:

Donde:
= densidad de la masa de las células (masa de células/ unidad de volumen de las células).
=tasa de formación molar del componente j (moles de j * tiempo-1 * (unidad de volumen de las células) -1)
= masa de células añadidas al reactor en (flujo* tiempo-1)
= volumen
= concentración de masa de la célula (masa de la célula/ unidad de volumen)
= moles j / unidad de volumen de las células
Al escribir la ecuación anterior se debe suponer que cualquier célula añadida o retirada delreactor, tiene el mismo estado que la población de células en el reactor.
Si esta condición no se cumple, la ecuación de equilibrio debe ser modificada.
Suponiendo que la densidad de las células y el volumen son invariantes en el tiempo, y puede escribirse de la forma siguiente después de llevar a cabo la diferenciación que se indica:Para un reactor discontinuo, es cero, y la cantidad en paréntesis en el lado derecho de la ec. es simplemente la tasa de crecimiento específico dado

La interpretación física del símbolo es clara; el término representa la reducción en laconcentración de la dilución causada por el crecimiento de la población celular.



MODELOS COMPARTIMÉNTALES
El compartimento puede definirse como un componente de asimilación y un componente sintético. Otra interpretación que se ha utilizado para guiar la formulación de simples modelos compartiméntales es la de un cuello de botella en el metabolismo.
Los modelos de estructura que contieneun pequeño número de variables se pueden justificar sobre la base de algunos conceptos de dinámica de sistemas. En el modelado es importante en la dinámica de sistemas, la cual es la relación entre la escala de tiempo de los cambios en células del medio (E) y el espectro de tiempo de relajación de los procesos celulares.
Williams propuso un modelo cinético estructurado compartiméntal decrecimiento de las células de la población de dos compartimentos, que reproduce varios aspectos de la dinámica de crecimiento de lotes sorprendentemente bien. Los principales postulados de este modelo son los siguientes:
El sintético (1) porción es producida por la absorción de nutrientes externa S ápice (componente 1 masa / masa sustrato) coeficiente de rendimiento Y. La tasa de formación de componentecélula sintética es de primer orden en la densidad celular total x (la masa de células / cultivo volumen) y las concentraciones de nutrientes (sustrato de comunicación de masa / volumen de cultivo).

El estructural-genética (2) componentes de la célula se produce 1 a una velocidad proporcional a ρ1ρ2 (ρi = masa i / unidad de volumen de las células).


Duplicar del componente 2 es necesario ysuficiente para la división celular. En consecuencia, la densidad del número de células es proporcional a la densidad del componente 2 en el cultivo.

La biomasa se ​​compone únicamente de los componentes 1 y 2.
En comparación con algunos de los modelos estructurados más complejos examinados, hay pequeños modelos compartiméntales relativamente complicados matemáticamente y contienen pocos...