Giáo trình CÔNG NGHỆ TẾ BÀO - Nhà xuất bản Đại học Huế Phần 10

Từ phương trình trên kLa có thể được tính toán dựa trên các giá trị đo được CL(t1) và CL(t2). 3. Xác định trực tiếp Trong kỹ thuật này, chúng ta đo trực tiếp hàm lượng oxygen của dòng khí đi vào và đi ra khỏi hệ lên men bằng cách sử dụng thiết bị phân tích oxygen không khí.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình CÔNG NGHỆ TẾ BÀO - Nhà xuất bản Đại học Huế Phần 10 Từ phương trình trên kLa có thể được tính toán dựa trên các giá trị đođược CL(t1) và CL(t2).3. Xác định trực tiếp Trong kỹ thuật này, chúng ta đo trực tiếp hàm lượng oxygen của dòngkhí đi vào và đi ra khỏi hệ lên men bằng cách sử dụng thiết bị phân tíchoxygen không khí. Sự hấp thụ oxygen có thể được tính toán như sau: qa = Qin CO 2 , in − Qout CO 2 , out (10.26) Trong đó: Q là tốc độ dòng khí. Một khi oxygen hấp thụ được đo, thì kLa có thể được tính toán bằngcách dùng phương trình (10.21), trong đó CL là nồng độ oxygen của chất *lỏng trong hệ lên men và CL là nồng độ của oxygen sẽ ở trạng thái cân bằngvới dòng khí. Nồng độ oxygen của chất lỏng trong hệ lên men có thể đượcđo bằng một bộ cảm biến oxygen trực tuyến (on-line oxygen sensor). Nếu thể tích của hệ lên men là khá nhỏ (< 50 L), thì sự biến thiên của(CL − CL ) ở trong hệ lên men cũng khá nhỏ. Tuy nhiên, nếu kích thước của *hệ lên men là rất lớn, thì sự biến thiên có thể có ý nghĩa. Trong trường hợpnày, giá trị trung bình logarithm (CL − CL ) của dòng khí chảy vào và chảy ra *có thể được sử dụng, khi đó: (C L − C L ) in − (C L − C L ) out * * (C − C L ) LM = * (10.27) [ ] L ln (C L − C L ) in /(C L − C L ) out * *4. Kỹ thuật động lực học Bằng cách sử dụng kỹ thuật động lực học chúng ta có thể ước lượnggiá trị kLa đối với sự chuyển oxygen trong suốt quá trình lên men thực tế vớicác tế bào và môi trường nuôi cấy thực sự. Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắccủa sự cân bằng oxygen của nguyên liệu trong một hệ lên men mẻ hiếu khítrong lúc các tế bào đang hoạt động sinh trưởng khi: dC L = k L a (CL − CL ) − rO 2 C X * (10.28) dt 183Công nghệ tế bào Trong đó: rO 2 là tốc độ của hô hấp tế bào (g O2/g tế bào giờ). Trong khi nồng độ oxygen hòa tan của hệ lên men là ổn định, nếu độtnhiên chúng ta ngắt sự cung cấp không khí, thì nồng độ của oxygen sẽ bịgiảm (Hình 10.5) với tốc độ như sau: dC L = rO 2 C X (10.29) dt Vì kLa trong phương trình (10.28) là bằng 0. Vì thế, bằng cách đo độdốc của đường cong CL theo t, chúng ta có thể ước lượng rO 2 C X . Nếu chúngta mở dòng khí thêm một lần nữa, thì nồng độ oxygen hòa tan sẽ được tănglên theo phương trình (10.28), phương trình này có thể được sắp xếp lại đểcho một mối quan hệ tuyến tính như sau: 1 ⎛ dC L ⎞ CL = CL − + rO 2 C X ⎟ * ⎜ (10.30) k L a ⎝ dt ⎠ Ngắt không khí Hình 10.5. Kỹ thuật dCL động học cho việc xác CL dt định kLa. t dC L + rO 2 C X sẽ cho kết quả một đường thẳng có Đồ thị của CL theo dt 1độ dốc − * và mặt phẳng y của C L . kLaVI. Các ký hiệu diện tích vùng phân giới, m2Aa diện tích vùng phân giới khí-lỏng trên một đơn vị thể tích của sự phân tán cho các số Reynolds của cánh khuấy thấp, m-1 184Công nghệ tế bào nồng độ, kmol/m3C khả năng khuếch tán của cấu tử A vào B, tức là giá trị đo của độDAB chuyển động khuếch tán, m2/s o khả năng khuếch tán của cấu tử A trong một dung dịch B rất loãngD AB m2/s dòng phân tử của cấu tử A liên quan với vận tốc phân tử trung bìnhJA của tất cả cấu tử, kmol/m2s hệ số chuyển khối toàn phần, m/sK hệ số chuyển khối riêng rẽ, m/sk hệ số thể tích chuyển khốik La gia tốc do trọng lực, m/s2g tiểu phần thể tích (phân đoạn) của pha khí trong sự phân tán, khôngH có thứ nguyênNA, NB dò ...