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丙酮丁醇
丙酮、丁醇。乙醇
acetobutyhcum梭状芽胞杆菌
丙酸
丙酸
丙酸菌属
2.3.2节中所讨论的,然而,H允许更多的生产醋酸氧化等产品生产。因此,由细菌可以产生更多的ATP生成H_时,允许他们有更高生物质产量单位基质处理。
产甲烷菌是专性厌氧生物非常受限制的营养需求,与醋酸氧化氢是主要的能源来源。尽管甲烷生产减少的二氧化碳在H:氧化,产甲烷菌缺乏标准的电子传递链的组件,因此二氧化碳不作为终端电子受体的方式类似于硝酸或氧气。2”相反,减少二氧化碳,甲烷是一个复杂的事件序列要求的独特的辅酶。1,然而,有一个足够了自由能改变在甲烷形成的理论生产两个分子ATP和看起来正常的化学渗透假说的机制,“虽然它包括钠动力以及质子动力。M不管的确切机制,重要的是要认识到,ATP生成古生菌的不同与呼吸和发酵细菌和真核生物。此外,像细菌生长在厌氧环境中,产甲烷菌低收益率。
影响因素为合成能量。微生物所需的能量合成代表能量合成新细胞物质。在没有任何其他的能源需求,所需的能量合成的区别是原始基质中可用的能源和能源相关的细胞材料形成,或者常见的单位环境工程师,之间的区别原始衬底的鳕鱼,鳕鱼生物量的形成。因此,能量合成和收益率紧密的联系在一起。如果ATP生成的效率是相同的所有细菌,它可能从理论上预测的能量合成,因此收益率,从热力学考虑。”“然而,从上面的例子我们看到,大量的ATP生成/电子与微生物转移到微生物,这意味着能源产生不同的效率。这一点,再加上这一事实的途径合成和降解微生物是不一样的,很难用准确的热力学方法预测收益率环境工程文献中提出的。然而,有许多实例中是有利的理论预测的能量合成或收益率前实验工作和技术基于吉布斯能量耗散的单位生物量产生似乎是最好的。无论如何,21日热力学概念是非常有用的理解为什么不同基质和不同终端电子受体有不同的能量合成和收益率。
在生物量增长,能源需要合成的大分子单体需要形成细胞的结构和功能组件。这表明,需要更多的能量最小的文化发展中只包含一个有机化合物的碳和能量来源比在复杂介质中提供所有必需的单体。实际上,这样的结论是错误的。"例如,合成所需要的能量所需的所有氨基酸,细胞数量只有约10%的总能量需要合成新的细胞物质。这是因为大分子太大,无法运输到细胞内,必须形成即使所有的需要提供单体在中。因此,虽然生长介质的复杂性有一些影响合成所需的能量,它不是很大。
更重要的是氧化态和碳源的大小。2的氧化态碳生物质是大致相同的碳水化合物。”“如果碳源比,氧化还原能力必须消耗降低到适当的水平上。如果碳源是更多的减少,这将是氧化到适当的水平在正常生物降解,不需要额外的能量。因此,作为一般规则,在一个氧化态碳源高于碳水化合物需要更多的能量比将被转化为生物量较低氧化态。丙酮酸代谢中占有独特的地位,因为它是在许多和许多合成代谢和分解代谢过程语意含混的。因此,它提供了碳原子的形式,可以很容易地纳入其他分子。的确,3个碳碎片在许多化合物的合成起着重要的作用。如果碳源包含三个以上碳原子大小将被分解消耗大量的能源。如果它包含小于三个碳原子,然而,必须消耗能量来形成3个碳碎片合并。 Consequently, substrates containing few carbon atoms require more energy for synthesis than do large ones.
使用二氧化碳,自养生物作为他们的主要碳源,是一个极端的例子刚才讨论的因素,作为一个单碳化合物的碳最高氧化态。因此,能源为自养合成增长远远高于异养生长。因此,单位生物量的数量,可以形成可用的电子能量来源相当低。
真正的收益增长。真正的增长产量(Y)被定义为生物的数量单位基质形成删除当所有能量消耗是合成的。在这种情况下,底物通常是被电子供体,尽管它可以定义不同。如果捐赠者是一种有机化合物,它是常见的在环境工程实践表达Y的可溶性COD的数量从废水中删除。这是因为废水包含未定义,异构混合物的有机化合物和鳕鱼是一个容易测量的数量决定的。此外,可用的鳕鱼主要涉及电子,电子相当于8 g的氧。因此,Y值表示每克鳕鱼删除可以转换为一个Y值每可用电子通过乘以8。如果捐赠者是一个无机化合物,如氨和亚硝酸盐氮,是很常见的表达Y的捐赠电子的质量元素。此外,不管给电子体的性质,它已经司空见惯的表达的生物量干重的基础上形成的,即,大量的悬浮物(SS),或者基于无灰干重的有机物质,即。的,质量挥发性悬浮固体(VSS)。可溶性基质上生长时,微生物的灰分含量约15%,Y的值,因此当表示为VSS将略低于Y的值表示为悬浮物。稍后将讨论,有优势表达生物量浓度在鳕鱼的基础上而不是在SS或VSS的基础上,因此收益率有时表示为生物量的数量单位形成的鳕鱼衬底鳕鱼从介质中删除。本公约将使用在这本书。如果我们假设有机的经验公式,即:GH-O、无灰、部分生物量。N,鳕鱼的有机部分可以计算为1.42 g / g VSS的鳕鱼。“而且。如果我们假设的生物质灰分含量为15%,生物质能的理论鳕鱼是1.20 g / g党卫军的鳕鱼。这些值可用于各种方式之间的转换表达的收益率。
底物的性质影响收益率。Hadjipetrou et al。“总结的数据从一个物种,Aerobucter acrogcnes,这是生长在无限制的批处理最小的增长媒体的基质,并发现Y变化从0.40到0.56毫克每毫克生物质鳕鱼形成基质鳕鱼移除。(没有报道的值在鳕鱼的基础上,但被转换为这本书)。认识到收益率的基础上表达细胞角形成单位基质鳕鱼删除的基质中可用的能量是守恒的,通过细胞合成,可以看出,40 - 56%的能量是守恒的,44 - 60%被消耗掉。
生物的种类也会影响Y,虽然不会影响衬底的影响一样大。佩恩”收集的Y值八细菌种类不断增加耗氧葡萄糖在最小的媒体和发现他们不同43从0到0.59毫克每毫克生物质鳕鱼形成基质鳕鱼移除。数据来自许多不同的报道,因此一些变异可能是由于实验条件的差异,而不是物种。不过,他们显然表明,微生物物种有影响。(如上所述,值没有最初报道在鳕鱼的基础上,但被转换为这本书)。
生长环境,包括媒体的复杂性,类型的终端电子受体,pH值和温度都将影响Y 1如上所述,生物量生长在复杂的媒体将Y值仅略高于生物质生长在最小的媒体,而生物量增长与氧终端电子受体将展示收益率显著高于生物质种植以硝酸为受体。发酵的产量取决于减少终端产品和表达产量的方法。如果Y是表达的基础上的原始基质移除,忽略了鳕鱼回到中减少终端产品,价值将会非常小,在0.03到0.04毫克每毫克生物质鳕鱼形成基质鳕鱼移除。然而,当表达的基础上利用鳕鱼(占剩下的鳕鱼减少终端产品),Y值是没多大区别,获得与有氧文化。另一方面,当甲烷产生,所以大多数的减少最终产品是失去了从系统中气体,然后鳕鱼从解决方案实际上是远远高于鳕鱼被微生物利用,使COD去除的单位面积产量约一个数量级低于有氧的增长。介质的pH值一直是影响微生物生长,但定量影响尚不清楚。收益率有可能,然而,有一个最大的pH值在7因为这是最佳的许多生理功能。温度也会影响Y,如图2.4所示。J”虽然温度明显的意义,不能概括,和大多数工程师认为Y在正常生理温度范围是恒定的。最后一个因素
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