Общее стехиометрическое уравнение для аэробного процесса выглядит следующим образом:
ns*[C12H22O11] + nO2*[O2] + nN*[NH4Cl]=[X] + np*[p] + nCO2 *[CO2 ] + nH2O* [H2O],
где ns,nO2,nN,np,nCO2 ,nH2O – стехиометрические коэффициенты для субстрата, кислорода, азота, продукта, углекислого газа и воды соответственно.
[C12H22O11], [O2], [NH4Cl], [X], [p], [CO2], [H2O] – концентрации субстрата, кислорода, мочевины, продукта реакции, углекислого газа, воды
1. Для определения ns,np приведем все количества к 1 С-молю биомассы
Для биомассы Х используем формулу Стоухамера CH1,8N0,5O0,2
На 280 г сухого вещества биомассы выделяется 380 г продукта. В качестве углеродного субстрата используется 2 кг мелассы. Меласса содержит 50% сахарозы, следовательно сахарозы в ней содержится 1кг. Запишем полученное уравнение:
1000/342 [C12H22O11] = 280/24,6 [X] + 380/147 [C5H9NO4]
2,92/11,38 [C12H22O11] = 11,38/11,38 [X] + 2,59/11,38 [C5H9NO4]
0,26 C12H22O11] = [X] + 0,23 [C5H9NO4]
ns= 0,26, np= 0,23
2. Для определения коэффициентов по другим веществам необходимо составить систему уравнений элементарного баланса:
С: ns*mS = 1 + np*mp + nCO2;
H: ns*nS +n NH4Cl*4 = 1,8 + np*np + nH2O* 2;
O: ns*pS + nO2*2 = 0,5 + np*pp + nH2O +nCO2*2;
N: ns*qS +n NH4Cl = 0,2 + np*qp.
ns=0.26, np= 0.23
ms=12, mp= 5
ns=22, np= 9
ps=11, pp= 4
qs=0, qp=1.
С: 0.26*12 = 1 + 0.23*5 + nCO2 => nCO2=1.97
H: 0.26*22 +n NH4Cl*4 = 1,8 + 0.23*9 + nH2O* 2
N: n NH4Cl = 0,2 + 0.23*1=> n NH4Cl = 0.43
O: 0.26*11 + nO2*2 = 0,5 + 0.23*4 + nCO2 *2 + nH2O
nH2O = 1.785
nO2 = 2.145
Полученное уравнение:
0.26* [C12H22O11] + 2.145*[O2] +0.43*[ NH4Cl] = [X] + 0.23*[C5H9NO4]+ 1.97 *[CO2 ] + 1.785* [H2O],
Статьи и публикации:
Становление естествознания с древнейших времен по наши дни и современная картина мира
С древнейших времен человек находился в прочной взаимосвязи с окружающим миром. Он и был частью окружающего мира, природы в целом. Он являлся ее созданием, ее учеником, обитателем ее угодий. И с древнейших времен человек задавался вопросо ...
Патогенные микробы, передаваемые через молоко
Коровье молоко содержит все питательные вещества, требующие для нормального развития организма. В состав белков молока входят необходимые для организма аминокислоты (триптофан, фенилаланин, метионин, валин, лизин, треонин, гистидин, изоле ...
Понятие биосферы
Понятие «биосфера», по мнению В.И. Вернадского, было сформулировано (без употребления самого термина) Ж.Б. Ламарком в начале XIX в. А. Гумбольдт выделял сферу жизни как неотъемлемую часть географической оболочки. Наконец, Э. Зюсс в 1875 г ...