| dbo:abstract
|
- Chemostat je biotechnologický nástroj využívaný k určení ideálního počtu buněk prostředí na základě chemických charakteristik tohoto prostředí. Využívá se především v biofermentorech při výrobě chemických látek či biomasy. (cs)
- Un quimiòstat és un instrument emprat per a obtenir cultius continus. Consisteix en un receptacle tancat que es comunica amb un dipòsit que li subministra constantment un medi de cultiu i amb un sifó pel qual surt l'excés de cèl·lules del cultiu i de llurs productes d’excreció. Mitjançant l’aireig i l’agitació mecànica s'aconsegueix l'entrada d’oxigen i la distribució homogènia pel medi. Fent entrar un flux amb una concentració òptima de substància nutritiva, s'assoleix una producció cel·lular màxima si la població és mantinguda en la fase del creixement exponencial. Un quimiòstat és un bioreactor al qual s'afegeix un medi fresc contínuament, mentre que el líquid de cultiu que conté sobrants de nutrients, productes finals metabòlics i microorganismes s'elimina contínuament a la mateixa velocitat per mantenir el volum de cultiu constant. En canviar la velocitat amb què s'afegeix el medi al bioreactor, la taxa de creixement específica del microorganisme es pot controlar fàcilment dins dels límits. (ca)
- المفاعل الكيميائي الناظم عبارة عن مفاعل حيوي يضاف إليه وسط متجدد باستمرار، في حين أن سائل الزرع يزال باستمرار للحفاظ على حجم الزرع ثابتاً. بتغيير معدل تدفق الوسط المضاف إلى المفاعليمكن التحكم بمعدل نمو الأحياء المكروئية. حالة الثبات: واحدة من أهم سمات الناظم الكيميائي ( الكيموستات) هي أن الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تنمو في حالة استقرار فسيولوجي في ظل ظروف بيئية ثابتة. في هذه الحالة المستقرة ، يحدث النمو بمعدل نمو محدد ثابت وتظل جميع معاملات الاستنبات ثابتة (حجم المستنبت ، تركيز الأكسجين المذاب ، تركيزات المغذيات والمنتج ، درجة الحموضة ، كثافة الخلية ، إلخ). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن التحكم في الظروف البيئية من قبل الباحث. عادة ما تصل الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو في الكيموستات إلى حالة مستقرة بسبب كون التغذية الراجعة سلبية بين معدل النمو واستهلاك العناصر الغذائية: إذا كان عدد الخلايا منخفضًا في المفاعل الحيوي ، يمكن أن تنمو الخلايا بمعدلات نمو أعلى من معدل التخفيف لأنها تستهلك القليل من العناصر الغذائية لذلك فإن النمو يكون أقل محدودية من خلال إضافة الحد من المغذيات مع الوسط الطازج المتدفق. المغذيات المحددة هي عنصر غذائي ضروري للنمو ، موجودة في الوسط بتركيز محدود (عادة ما يتم توفير جميع العناصر الغذائية الأخرى في فائض). ومع ذلك ، كلما زاد عدد الخلايا ، زاد استهلاك العناصر الغذائية ، مما يقلل من تركيز المغذيات المحددة. بدوره ، سيؤدي ذلك إلى تقليل معدل النمو المحدد للخلايا مما سيؤدي إلى انخفاض في عدد الخلايا مع استمرار إزالتها من النظام مع التدفق الخارجي. ينتج عن هذا حالة مستقرة. بسبب التنظيم الذاتي ، فإن الحالة الثابتة تكون مستقرة. يمكّن ذلك الباحث من التحكم في معدل النمو المحدد للكائنات الدقيقة عن طريق تغيير سرعة المضخة التي تغذي الوسط الطازج في الوعاء. (ar)
- A chemostat (from chemical environment is static) is a bioreactor to which fresh medium is continuously added, while culture liquid containing left over nutrients, metabolic end products and microorganisms is continuously removed at the same rate to keep the culture volume constant. By changing the rate with which medium is added to the bioreactor the specific growth rate of the microorganism can be easily controlled within limits. (en)
- Die Chemostat-Kultur ist eine verbreitete Methode der Kultur von Mikroorganismen. Im Gegensatz zur Batch-Kultur (statische Kultur) ist sie eine Form der kontinuierlichen Kultur von zum Beispiel Bakterien oder Phytoplankton. Ein Chemostat ist ein Kulturgefäß, in das kontinuierlich und mit konstanter Rate (Flussrate) Nährmedium zugeführt wird. Im gleichen Maße wie frisches Nährmedium zugeführt wird, wird verbrauchtes Medium inklusive der darin suspendierten Organismen über einen Überlauf entfernt. Dies simuliert die Mortalitätsrate natürlicher Populationen. Ist die Durchflussrate im Chemostaten kleiner als die maximale Wachstumsrate der kultivierten Organismen, so stellt sich ein Fließgleichgewicht (steady-state) ein, bei dem die Bruttowachstumsrate der Verlustrate entspricht. Die Anzahl Organismen pro Volumen bleibt somit konstant, und ist, sollten doch einmal Schwankungen auftreten, selbstregulierend. Sinkt die Populationsdichte, werden weniger Nährstoffe verbraucht, das heißt, die Nährstoffkonzentration steigt. Daraus folgt wiederum ein Anstieg der Individuenzahl, der wiederum eine Verringerung der Nährstoffmenge pro Volumen nach sich zieht usw. Mittels der Chemostatkultur können Parameter der Populationsentwicklung modellhaft untersucht werden. (de)
- Kimiostatoa bakteriar populazio bat hazkunde esponentzialean mantentzen duen ontzi tresna bat da. Ingurune estatiko batean, bakteriar populazioen hazkundean lau fase bereizten dira: sortasun-fasea, fase esponentziala, fase egonkorra eta heriotza-fasea. Azken fase horretan bakterioak hiltzen dira elikagaiak bukatzen zaizkienean, metabolismoaren produktu toxikoak pilatzen direnean edota ingurugiroko baldintzak aldatzen direnean. Kultibo estatikoetan bakterioen hazkunde-tasa elikagai mugatzailearen menpe dago, hots, inguruneko elikagai urrienaren menpe. Mikrobiologia industrialean, aldiz, sarritan bakterio-kultura bat etengabe fase esponentzialean egotea lortu nahi da, kultura horrek modu jarraituan produktu interesgarri bat (antibiotiko bat, molekula organikoren bat...) ekoitz dezan. Hori kimiostato izeneko tresna baten bitartez lortzen da. Funtsean, kimiostato batean bakterioak beti fase esponentzialean daude hazkuntza-ingurunea etengabe berritzen delako, eta elikagaiak inoiz bukatzen ez direlako. Kimiostato batean, funtsean, bakterioak dituen ontzi bati etengabe ingurune fresko nutritiboa gehitzen zaio, ingurune zaharra eta desegite-produktuak ere kenduz, hustubide-sistema baten bidez. Modu horretan, ingurunea etengabe berritzen denez elikagaien kontzentrazioa egonkor mantentzen da, eta metabolismoaren produktu toxikoak ere ez dira pilatzen. Horrela posible da hazkunde esponentziala luzaro mantentzea . Kimiostatoa kontrolatzeko, bi parametro hauek aintzat hartu behar dira: diluzio-tasa eta elikagai mugatzaile baten kontzentrazioa (karbonoarena edo nitrogenoarena, esaterako) . Diluzio-tasa (D) horrela definitzen da: kimiostatoaren bolumenari (V) gehitzen zaion hazkuntza-ingurunuaren fluxua (F): F izanik gehitzen den hazkuntza-ingurunearen bolumena (mililitroetan) denbora-unitateko (orduetan): Kimiostato bezalako tresna batean (bakterioen hazkuntza jarraitua duena) ezinbestekoa da "oreka dinamiko" deritzona lortzea. Funtsean, honek esan nahi du elikagaien kontzentrazioak eta hazten ari diren zelulen kontzentrazioak konstanteak izan behar dutela, etengabe berritzen ari diren arren. Esan bezala, hori lortzen da diluzio-tasa eta elikagai mugatzailearen kontzentrazioak doituz. Diluzio-tasa oso handia baldin bada, esaterako, bakterioek ezin dute diluzioaren abiaduran hazi, eta efluentetik galtzen da gehiegizko hazkuntza-ingurunea. Aldiz, diluzio-tasa oso txikia baldin bada zelula asko gosez hilko dira. Elikagaiaren kontzentrazioa, diluzio-tasa eta bakterioen hazkunde-abiaduraren arteko harremana ekuazio honek laburbiltzen du: D= diluzio-tasa, μmax= hazkuntza-abiadura maximoa, S= elikagaiaren kontzentrazioa eta Ks= hazkuntza-abiadura maximoaren erdia lortzeko erabili behar den elikagaiaren kontzentrazioa izanik . (eu)
- Un chémostat (contraction de "environnement chimique qui reste statique") est un bioréacteur dans lequel du milieu frais est ajouté en continu, tandis que le liquide de culture contenant les nutriments restants, les produits finaux métaboliques et les micro-organismes est éliminé en continu à la même vitesse pour maintenir le volume de culture constant. En modifiant la vitesse à laquelle le milieu est ajouté au bioréacteur, la vitesse de croissance spécifique du micro-organisme peut être facilement contrôlée dans certaines limites. (fr)
- Un quimiostato es un tanque de producción que mantiene el crecimiento bacteriano en la fase de crecimiento exponencial. Las bacterias en este caso suelen tener un fin industrial, como es la producción de antibióticos.Para ello, este aparato retira los excesos de producción bacteriana (antibiótico), además de otros productos que pudiesen resultar tóxicos para la propia bacteria, fruto de su propio metabolismo. Además, hay un continuo aporte de nuevo material para que pueda ser utilizado por las bacterias. Velocidad de flujo Si se aumenta la velocidad de flujo se produce un lavado del cultivo, mientras que si se disminuye se produce muerte bacteriana por inanición. Concentración de nutriente limitante Al aumentar la concentración de nutriente limitante, aumenta la densidad del cultivo bacteriano y viceversa.
* Datos: Q902311
* Multimedia: Chemostato / Q902311 (es)
- Il chemostato di Jacques Monod (Monod, 1949) consiste in un reattore biologico (o bioreattore) ideale che lavora in condizioni di stato stazionario. Nel reattore biologico, i microrganismi presenti usano il substrato presente nella portata di alimentazione per la crescita. Le condizioni stazionarie implicano da un lato che il substrato non si accumuli all'interno del reattore e, dall'altro, che la biomassa prodotta sia uguale a quella allontanata per unità di tempo. In termini di bilancio di materia, si può scrivere per la biomassa: accumulo = ingresso – uscita + crescita Essendo nulla la biomassa in ingresso e potendo elidere il termine dell'accumulo (stato stazionario), si ricava la seguente forma semplificata: uscita = crescita Che in termini simbolici diventa: Dove:
* Q: portata dell'alimentazione (l/d) = portata in uscita dal reattore;
* X: concentrazione di biomassa (mgCOD/l)
* = velocità di crescita della biomassa (mgCOD/l/h)
* V = volume del reattore (in litri). Poiché vale: Dove:
* S = concentrazione di substrato (mgCOD/l)
* μ = velocità di utilizzo del substrato (d-1)
* b = coefficiente di decadimento (d-1)
* velocità massima di utilizzo del substrato (1/d)
* costante di semisaturazione (mgCOD/l) Quindi, si può scrivere che: Dove D è il fattore di diluizione (d-1) Quindi, quello che si ricava è che in condizioni di stato stazionario la biomassa si trova a crescere ad una velocità pari a quella con cui viene allontanata dal reattore. Va notato inoltre che D nient'altro è che l'inverso del tempo di residenza idraulico che, in questo caso, coincide anche con il tempo di residenza della biomassa nel sistema. Questa grandezza, nota come età dei fanghi nel campo del trattamento delle acque reflue, è definita come il rapporto tra la biomassa nel reattore e la biomassa rimossa dal sistema per unità di tempo. Esprimendo il caso del chemostato in simboli: Analogamente, conducendo un bilancio di materia per il substrato si può scrivere: accumulo = ingresso – uscita - consumo Essendo allo stato stazionario: uscita = ingresso – consumo In simboli: Dove:
* = concentrazione di substrato (mgCOD/l)
* = velocità di consumo del substrato (mgCOD/l/h) Poiché vale: Dove Y è il rendimento di crescita termodinamico (mgCOD/mgCOD, adimensionale) Y esprime la quantità di biomassa che è stata prodotta in base al substrato consumato. È detto “termodinamico” in quanto tiene conto solo del substrato effettivamente consumato per la crescita e non di quello rimosso per il mantenimento. Infatti, si è soliti indicare il rendimento globale (senza distinguere tra substrato rimosso per crescita e substrato rimosso per il mantenimento) con .Ne segue quindi che: Per ricavare i valori di X e S, in funzione del rapporto di diluizione D, si riscrive l'equazione per D: Da cui si ottiene: Sostituendo nella equazione ricavata in precedenza per il substrato si ricava: In maniera del tutto analoga, per il substrato si può ottenere che: Come si può notare, ad alti valori del rapporto di diluizione D, la biomassa non riesce più a riprodursi alla stessa velocità con cui viene trascinata all'esterno ed il reattore va incontro al fenomeno del wash-out o (dilavamento), ovvero lo svuotamento del contenuto di biomassa. Va però notato anche che a tale regimi del rapporto di diluizione, dal momento che il substrato S è presente alle più alte concentrazioni possibili (al limite S tende alla concentrazione di substrato entrante ), la velocità di crescita della biomassa ) e di rimozione del substrato ) sono le più alte possibili: questo in quanto entrambe sono funzione della concentrazione di substrato S. (it)
- En kemostat (från att den kemiska miljön är statisk) är en bioreaktor till vilken man kontinuerligt tillför färskt medium, medan (mikroorganism-)kulturvätska kontinuerligt tas bort, så att kulturvolymen hålls konstant (man kompenserar alltså för mikroorganismernas förökning). Genom att ändra flödeshastigheten för inflödet av nytt medium till bioreaktorn, så kan man enkelt kontrollera mikroorganismernas tillväxthastighet. (sv)
- Um quimiostato (de ambiente químico que é estático) é um biorreator ao qual um meio de cultura fresco (novo) é continuamente adicionado, enquanto líquido de cultura é continuamente removido para manter o volume de cultura constante. Pela mudança da taxa com a qual o meio é adicionado ao biorreator a taxa de crescimento dos microorganismos pode ser facilmente controlada. (pt)
|
| rdfs:comment
|
- Chemostat je biotechnologický nástroj využívaný k určení ideálního počtu buněk prostředí na základě chemických charakteristik tohoto prostředí. Využívá se především v biofermentorech při výrobě chemických látek či biomasy. (cs)
- A chemostat (from chemical environment is static) is a bioreactor to which fresh medium is continuously added, while culture liquid containing left over nutrients, metabolic end products and microorganisms is continuously removed at the same rate to keep the culture volume constant. By changing the rate with which medium is added to the bioreactor the specific growth rate of the microorganism can be easily controlled within limits. (en)
- Un chémostat (contraction de "environnement chimique qui reste statique") est un bioréacteur dans lequel du milieu frais est ajouté en continu, tandis que le liquide de culture contenant les nutriments restants, les produits finaux métaboliques et les micro-organismes est éliminé en continu à la même vitesse pour maintenir le volume de culture constant. En modifiant la vitesse à laquelle le milieu est ajouté au bioréacteur, la vitesse de croissance spécifique du micro-organisme peut être facilement contrôlée dans certaines limites. (fr)
- En kemostat (från att den kemiska miljön är statisk) är en bioreaktor till vilken man kontinuerligt tillför färskt medium, medan (mikroorganism-)kulturvätska kontinuerligt tas bort, så att kulturvolymen hålls konstant (man kompenserar alltså för mikroorganismernas förökning). Genom att ändra flödeshastigheten för inflödet av nytt medium till bioreaktorn, så kan man enkelt kontrollera mikroorganismernas tillväxthastighet. (sv)
- Um quimiostato (de ambiente químico que é estático) é um biorreator ao qual um meio de cultura fresco (novo) é continuamente adicionado, enquanto líquido de cultura é continuamente removido para manter o volume de cultura constante. Pela mudança da taxa com a qual o meio é adicionado ao biorreator a taxa de crescimento dos microorganismos pode ser facilmente controlada. (pt)
- المفاعل الكيميائي الناظم عبارة عن مفاعل حيوي يضاف إليه وسط متجدد باستمرار، في حين أن سائل الزرع يزال باستمرار للحفاظ على حجم الزرع ثابتاً. بتغيير معدل تدفق الوسط المضاف إلى المفاعليمكن التحكم بمعدل نمو الأحياء المكروئية. حالة الثبات: (ar)
- Un quimiòstat és un instrument emprat per a obtenir cultius continus. Consisteix en un receptacle tancat que es comunica amb un dipòsit que li subministra constantment un medi de cultiu i amb un sifó pel qual surt l'excés de cèl·lules del cultiu i de llurs productes d’excreció. Mitjançant l’aireig i l’agitació mecànica s'aconsegueix l'entrada d’oxigen i la distribució homogènia pel medi. Fent entrar un flux amb una concentració òptima de substància nutritiva, s'assoleix una producció cel·lular màxima si la població és mantinguda en la fase del creixement exponencial. (ca)
- Die Chemostat-Kultur ist eine verbreitete Methode der Kultur von Mikroorganismen. Im Gegensatz zur Batch-Kultur (statische Kultur) ist sie eine Form der kontinuierlichen Kultur von zum Beispiel Bakterien oder Phytoplankton. Mittels der Chemostatkultur können Parameter der Populationsentwicklung modellhaft untersucht werden. (de)
- Un quimiostato es un tanque de producción que mantiene el crecimiento bacteriano en la fase de crecimiento exponencial. Las bacterias en este caso suelen tener un fin industrial, como es la producción de antibióticos.Para ello, este aparato retira los excesos de producción bacteriana (antibiótico), además de otros productos que pudiesen resultar tóxicos para la propia bacteria, fruto de su propio metabolismo. Además, hay un continuo aporte de nuevo material para que pueda ser utilizado por las bacterias. Velocidad de flujo Concentración de nutriente limitante (es)
- Kimiostatoa bakteriar populazio bat hazkunde esponentzialean mantentzen duen ontzi tresna bat da. Ingurune estatiko batean, bakteriar populazioen hazkundean lau fase bereizten dira: sortasun-fasea, fase esponentziala, fase egonkorra eta heriotza-fasea. Azken fase horretan bakterioak hiltzen dira elikagaiak bukatzen zaizkienean, metabolismoaren produktu toxikoak pilatzen direnean edota ingurugiroko baldintzak aldatzen direnean. Kultibo estatikoetan bakterioen hazkunde-tasa elikagai mugatzailearen menpe dago, hots, inguruneko elikagai urrienaren menpe. (eu)
- Il chemostato di Jacques Monod (Monod, 1949) consiste in un reattore biologico (o bioreattore) ideale che lavora in condizioni di stato stazionario. Nel reattore biologico, i microrganismi presenti usano il substrato presente nella portata di alimentazione per la crescita. Le condizioni stazionarie implicano da un lato che il substrato non si accumuli all'interno del reattore e, dall'altro, che la biomassa prodotta sia uguale a quella allontanata per unità di tempo. In termini di bilancio di materia, si può scrivere per la biomassa: accumulo = ingresso – uscita + crescita uscita = crescita Dove: (it)
|
