Calcolatore del coefficiente di resa in biomassa

Il coefficiente di resa in biomassa Y_X/S è la massa di cellule prodotta per massa di substrato consumata in una fermentazione o in una corsa di bioreattore. Ingegneri di processo, scienziati della fermentazione e studenti di bioprocessi lo calcolano da misure accoppiate di biomassa e substrato all’inizio e alla fine di un lotto, oppure tra due campioni di un registro fed-batch o di chemostato. Questo calcolatore sottrae la biomassa iniziale da quella finale, sottrae il substrato finale da quello iniziale e divide le due differenze per restituire Y_X/S in grammi di cellule per grammo di substrato. Lo stesso rapporto vale per qualsiasi unità coerente di massa o di concentrazione, perché il volume si elide quando le due concentrazioni condividono lo stesso volume di lavoro. La resa teorica facoltativa, se Lei la indica, viene confrontata come percentuale del massimo stechiometrico.

Che cosa significa il coefficiente di resa in biomassa Y_X/S

Il coefficiente di resa in biomassa osservato, scritto Y_X/S nei testi di bioprocesso, è i grammi di cellule prodotti per ogni grammo di substrato limitante consumato durante una finestra di fermentazione. Lei misura la biomassa X e il substrato residuo S all’inizio di quella finestra e di nuovo alla fine. Le cellule prodotte equivalgono alla biomassa finale meno quella iniziale.

Il substrato consumato equivale al substrato iniziale meno quello residuo. Divida quelle due differenze e ottiene la resa apparente. Apparente è l’aggettivo giusto: il numero assorbe crescita, energia di mantenimento, metabolismo di overflow, drenaggi di prodotto e qualsiasi perdita di carbonio non misurata, quindi di solito resta sotto un massimo stechiometrico calcolato da una formula elementare di biomassa e da un bilancio pienamente respiratorio.

La crescita aerobica su glucosio si colloca spesso vicino a mezzo grammo di cellule secche per grammo di zucchero quando aerazione, azoto e pH sono favorevoli; le corse anaerobiche o molto orientate al prodotto restano assai più basse. Poiché numeratore e denominatore condividono una dimensione di massa, il rapporto è coerente nelle unità: grammi su grammi, chilogrammi su chilogrammi, oppure grammi per litro su grammi per litro in un recipiente a volume costante.

Se il volume di lavoro è cambiato tra i campioni, converta ciascuna concentrazione in massa totale prima di dividere, altrimenti la resa risulterà distorta. Questo calcolatore restituisce quel coefficiente osservato a due punti. Non adatta un termine di mantenimento di Pirt, una resa vera da più tassi di diluizione né un modello dinamico non strutturato.

È il numero che Lei annota accanto al peso cellulare secco e allo zucchero residuo sul registro di lotto, e lo stesso che il costing usa quando chiede quanti grammi di zucchero una campagna brucerà per grammo di cellule.

Flussi di lavoro, limiti e intenzione di ricerca

I gruppi di sviluppo usano il coefficiente di resa in biomassa per giudicare se un mezzo, una portata d’aerazione o una politica di alimentazione stia convertendo il carbonio in cellule o lo stia sprecando in acidi di overflow e mantenimento. Il costing di stabilimento usa la resa inversa per dimensionare quanto zucchero una campagna deve acquistare per raggiungere un obiettivo di cellula secca o di prodotto intracellulare.

I laboratori didattici usano un calcolatore dal vivo perché gli studenti smettano di invertire le due sottrazioni quando il glucosio residuo non è zero. I sistemi qualità fissano gli stessi quattro nomi di campo in un LIMS così due impianti non divergono sull’arrotondamento. L’intenzione di ricerca di questa pagina comprende calcolatore del coefficiente di resa in biomassa, calcolatore YXS di fermentazione, grammi di cellule per grammo di substrato, resa osservata Y_X/S e resa apparente di biomassa su glucosio.

Questa landing non è uno strumento di resa percentuale di chimica, né uno stimatore di copie di amplicone PCR, né una conversione OD600 in CFU; quelle ricerche chiedono grandezze diverse. I limiti del modello sono onesti: è a due punti e algebrico. Non ricostruirà un bilancio di chemostato dalla velocità di diluizione e dal S residuo, e non spezzerà il substrato consumato tra crescita e mantenimento.

Se Lei ha misurato la biomassa come densità ottica o come peso umido del pellet, converta prima in massa di cellula secca o il Suo Y non coinciderà con le rese a peso secco della letteratura. Se il volume del recipiente è cambiato, converta le concentrazioni in massa totale prima di chiamare. La convalida fallita non consuma il saldo prepagato.

Se Lei possiede già i due incrementi invece delle quattro concentrazioni, invii biomassa iniziale zero, biomassa finale come cellule prodotte, substrato iniziale come substrato consumato e substrato finale zero: vale la stessa formula.