Введение
ГЛАВА 1. ЭФФЕКТИВНАЯ АЭРАЦИЯ - ОСНОВА АЭРОБНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ 9
1.1. Влияние кислорода на культивирование микроорганизмов 9
1.2. Модели массопередачи 17
1.3. Транспорт кислорода через непористую полимерную мембрану 27
1.4. Способы получения кислорода и обогащенного кислородом
воздуха 39
Постановка задачи исследования 48
ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ МАССОПЕРЕНОСА КИСЛОРОДА ЧЕРЕЗ СИЛИКОНОВУЮ МЕМБРАНУ 50
2.1. Материалы и методы 50
2.2. Результаты и их обсуждение 53
2.3. Математическое описание массопереноса кислорода через 59
мембрану
2.4. Изучение массопереноса кислорода через мембрану в условиях 64
модельной химической реакции
Выводы 70
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КУЛЫГОИРОВАНИЯ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ В МЕМБРАННОМ БИОРЕАКТОРЕ 71
3.1. Материалы и методы аналитического контроля 71
3.1.1. Состав питательной среды для аэробного культивирования спиртовых дрожжей 71
3.1.2. Физико-химические условия культивирования спиртовых дрожжей 74
3.1.3. Методы измерения количества и концентрации спиртовых дрожжей 75
3.1.3.1. Измерение числа клеток 75
3.1.3.2. Методика определения концентрации биомассы весовым методом 76
3.1.3.3. Определение концентрации биомассы дрожжей методом оптической плотности 76
3.1.3.4. Определение микробиологической чистоты дрожжевой культуры. 77
3.1.4. Определение содержания Сахаров по Бертрану 77
3.2. Описание экспериментальных установок 79
3.2.1. Описание конструкции лабораторного мембранного биореактора с рабочим объемом 0,5 литра 79
3.2.2. Описание конструкции автоматизированной ферментационной установки на основе мембранного биореактора с рабочим объемом 1 литр 80
3.3. Результаты и их обсуждение 84
3.3.1. Культивирование спиртовых дрожжей в мембранном биореакторе при аэробных условиях периодическим способом 84
3.3.2. Культивирование спиртовых дрожжей в мембранном биореакторе при аэробных условиях отъемно-доливным способом 89
3.3.3. Культивирование спиртовых дрожжей в мембранном биореакторе при аэробных условиях непрерывным способом 91
Выводы 93
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ В МЕМБРАННОМ БИОРЕАКТОРЕ 94
4.1. Материальный баланс углекислого газа и кислорода 95
4.2. Параметры метаболических процессов 96
4.3. Кинетическая модель роста дрожжей и метаболические скорости. 101
4.4. Результаты моделирования 104
4.5. Моделирование непрерывного процесса культивирования спиртовых дрожжей в аэробных условиях в мембранном биореакторе 109
Выводы 115
ГЛАВА 5. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ ВОЗДУХА КИСЛОРОДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖИДКИХ ПАССИВНЫХ МЕМБРАН 116
5.1. Технология обогащения воздуха кислородом с использованием жидких пассивных мембран 116
5.2. Расчет системы обогащения воздуха кислородом с помощью
моделирующей программы ChemCad 118
Выводы 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127
ЛИТЕРАТУРА 128
СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 139
ПРИЛОЖЕНИЯ 144
