Quimioestato

Quimiostatos em processos: industriais ou laboratoriais.

Um quimiostato (de ambiente químico, estático) é um biorreator, conhecido como um tanque de produção, que tem o interesse em manter as células microbiológicas em fase exponencial ou estacionária. Permitindo assim, estudar as características fisiológicas (por exemplo, limitando o catabolismo de substrato), seleção de mutantes e estudos ecológicos. Podendo controlar de forma independente a densidade populacional e taxa de crescimento de cultura das células.

Técnica utilizada nos processos industriais de obtenção de produtos microbiológicos, como aplicação nos processos de fermentação industrial (produção de bebidas alcoólica, antibióticos, aminoácidos, entre outros). Além de serem encontrados em uma variedade de procedimentos de investigação, principalmente nos casos onde as populações naturais, muitas vezes crescem lentamente ou baixos níveis de nutrientes, os quimiostatos têm sido especialmente úteis como modelos laboratoriais de ecossistemas microbianos naturais desejados.

A obtenção de culturas de microorganismos é cultivada numa câmara de crescimento de volume constante. A taxa de crescimento é controlada por uma variação de concentração do nutriente limitante (fonte de C ou N) e pela taxa de fluxo (taxa de diluição). O quimiostato permite assim, o crescimento equilibrado restrita porque o nutriente presente numa concentração é suficientemente baixo para limitar a densidade de população, logo a taxa de crescimento é proporcional à concentração do nutriente.

O excesso de sua produção de microorganismo são extraídos ou separados a partir de produtos residuais tóxicos (por dispositivo overflow). Assim, o quimiostato também permite escolher a densidade celular a ser trabalhado.

[pic 1]

Uma vez que o número de células e a concentração de nutrientes na câmara de permanecer constante, então sistema está em estado estacionário, com células em crescimento exponencialmente. Os parâmetros a considerar são:

• fluxo (F), medida em ml / h
• volume da câmara de cultura (v, em ml)
• densidade de células na câmara (x)
• fator de diluição D = F / v (em h-1).
• Há uma perda de células através do overflow: -dx / dt = x · D
• Crescimento Gross é dx / dt = x · μ

Portanto, o crescimento líquido é dx / dt = x · μ - x · D = x · (μ - D). Se chegarmos a taxa de crescimento (μ) se torna igual ao fator diluição (D), então dx / dt = 0, e, portanto, a concentração de células torna-se constante (x = x).

A cultura é, em seguida, um estado de dinâmico equilíbrio, havendo assim um controle da densidade populacional e da taxa de crescimento.

[pic 2]

A densidade da cultura é muito semelhante ao longo de uma vasta taxa diluição. O valor de tempo de geração (g) varia amplamente. Ou seja, a taxa de crescimento quimiostato pode ficar muito diferente sem afetar a densidade celular. Mas os valores de diluição extrema de equilíbrio são quebrados.

A alta taxa de diluição concentração microbiana muda rapidamente, e o cultivo num intervalo estreito pode ser totalmente drenado. Isto porque, a sua taxa de crescimento é mais baixa do que a taxa de diluição.

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