Анализ данных

 

Хотя в настоящее время удается измерить лишь ограниченное число параметров системы в биореакторе, все же на основании этих параметров в сочетании с уравнениями общего материального и энергетического балансов и с уравнениями соответствующих математических моделей можно рассчитать значения тех переменных и параметров биопроцесса, которые нельзя наблюдать и измерить непосредственно. Как сказал в 1971 г. Хамфри, совокупность всех результатов измерений открывает «доступ» к другим характеристикам, которые нельзя наблюдать непосредственно. Мы уже говорили, например, что измерение скоростей потоков газа на входе в реактор и выходе нз него в сочетании с определением состава газов позволяет вычислить средний коэффициент объемной скорости массопередачи k_la в биореакторе (см, разд. 8.2.1). Кроме того, в разд. 5.10 мы показали, что суммарные изменения концентраций компонентов системы можно рассчитать с помощьео уравнений общего материального баланса для клеточного роста, если известна общая стехиометрия последнего.

РИС. 10.17. Результаты непосредственных первичных измерений (показанных в верхней части рисунка) могут служить основой для расчета различных характеристик и параметров процесса. [Воспроизведено с разрешения из работы: Таппеп L. Р., Nyiri L. К., Instrumentation of Fermentation Systems, in Microbial Technology, Peppier H. J., Perlman D. (eds.), 2d ed., vol. II, p. 331, Academic Press, Inc., New York, N. Y., 1979.]

 

На рис. 10.17 представлена схема, на которой показано, как с помощью непосредственно измеряемых параметров можно рассчитать характеристики процесса, связанные с перемешиванием и аэрацией, клеточным ростом и метаболизмом.

Основной целью разработки методов анализа данных является непрерывное определение концентрации биомассы и удельной скорости клеточного роста в ходе микробиологического процесса. В этом разделе на примере определения концентрации биомассы мы продемонстрируем несколько подходов к анализу данных о системе в биореакторе.