The effect of cell density on cell growth was investigated in a suspension batch culture of hybridoma cells. The specific growth rate was found to increase with increasing initial cell density and then to decrease with further increases in initial cell density. In order to quantitatively describe the dependence of specific growth rate on cell density, a kinetic model is proposed, which satisfactorily represents the experimental data.
Kinetic behaviors of homoepitaxial growth on Ni(110) surface was studied at the growth-temperature ranges 290~380 K with scanning tunneling microscopy. At low temperature (~290 K), deposited Ni grows layer-by-layer mode in the first several layers with one-dimensional islands but eventually (at > monolayers) forms three-dimensional islands througy the kinetic shortening of the average length of one-dimensional islands. At the intermediat temperature (~340 K), the three-dimensional islands were observed to be I) regular mesa-like structure with high aspect ratio (~1:10) at ~15 monolayer, ii) hut-like structure with low aspect ratio (~1:1.5) at ~35 monolayer, and iii) rounded mound structure at ~55 monolayers, due to the competition of kinetic and energetic terms. At the high temperature (~ 380 K), the flat surface with layer-by-layer mode was observed up to 50 monolayers. Microscopic orgins for the observations will be discussed on the basis of kinetic Monte Carlo simulations.
Hydrolyzates from lignocellulosic biomass contain a mixture of simple sugars; the predominant ones being glucose, cellobiose and xylose. The fermentation of such mixtures to ethanol or other chemicals requires an understanding of how each of these substrates is utilized. Candida lusitaniae can efficiently produce ethanol from both glucose and cellobiose and is an attractive organism for ethanol production. Experiments were performed to obtain kinetic data for ethanol production from glucose, cellobiose and xylose. Various combinations were tested in order to determine kinetic behavior with multiple carbon sources. Glucose was shown to repress the utilization of cellobiose and xylose. However, cellobiose and xylose were simultaneously utilized after glucose depletion. Maximum volumetric ethanol production rates were 0.56, 0.33, and 0.003 g/L h from glucose, cellobiose and xylose, respectively. A kinetic model based on cAMP mediated catabolite repression was developed. This model adequately described the growth and ethanol production from a mixture of sugars in a batch culture.
Natural gas hydrate has been a major problem for its plugging nature in the pipeline. With the demand of deep-water production, the importance of flow assurance technology, preventing hydrate, asphaltene and wax in the pipeline becomes bigger Kinetic models combined with the flow simulator are being developed to explain the nature of hydrate plug formation in the pipeline. To simulate the hydrate plug formation, each stage including the nucleation, growth and agglomeration should be considered. The hydrate nucleation is known to be stochastic and is believed hard to be predicted. Recent publications showed hydrate growth and agglomeration can be observed rigorously using a particle size analyzer. However properties of the hydrate should be investigated to model the growth and agglomeration. The attractive force between hydrate particles, supposed to be the capillary force, was revealed to be stochastic. Alternative way to model the hydrate agglomeration is to simulate by the discrete element method. Those parameters, particle size distribution, attractive force, and growth rate are embedded into the kinetic model which is combined Into the flow simulator. When compared with the flowloop experimental data, hydrate kinetic model combined into a flow simulator showed good results. With the early results, the hydrate kinetic model is promising but needs more efforts to improve it.
It is very important to have a good kinetic model which considers the effects of both ammonium and glucose for the control and optimization of the poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) fermentation. A kinetic model for the growth of Alcaligenes eutrophus and the biosynthesis of PHB under both ammonium and glucose limitation was proposed. Growth rate of residual biomass was expressed as a function of concentrations of residual biomass, glucose and ammonium having glucose inhibition. PHB production rate was expressed as a function of concentrations of residual biomass, glucose, ammonium and PHB content having ammonium and product inhibitions. Novel approaches were made to estimate the parameters in the model equations which considered two limiting substrates. Model parameters were evaluated by graphical and simplex methods. The proposed kinetic model fitted the data very well.
Azimatun Nur, Muhamad Maulana;Setyoningrum, Tutik Muji;Budiaman, I Gusti Suinarcana
Environmental Engineering Research
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제22권4호
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pp.417-425
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2017
Indonesia is known as the largest oil palm producer in the world. However, along with the production, it generates wastes and pollution that caused the environmental problem in surrounding areas. Previous researchers reported that the high palm oil mill effluent (POME) concentration inhibited microalgae growth. However, the inhibition factor was not clearly explained by using kinetic model. This study presents kinetic models of Botryococcus braunii (B. braunii) cultivated on POME wastewater under different turbidity condition. Results showed that the growth model of Zwietering was closely suitable with experimental results. It was found that B. braunii was able to consume organic carbon from the POME wastewater on the logarithmic model. A modified kinetic model of Monod Haldane described the influence of turbidity and chemical oxygen demand on the cultivation. Turbidity of POME medium inhibited the growth rate at KI 3.578 and KII 179.472 NTU, respectively. The Lipid (39.9%), and carbohydrate (41.03%) were found in the biomass that could be utilized as biofuel source.
This study was undertaken to investigate the influence of kinetin and 2, 4-dichlorophenoxyacetic acid on the rate of growth, the contents of RNA, DNA, and protein. And also the effect of plant growth regulator on isoperoxidases in callus derived from root (root-callus) and petiole (petiolecallus) was investigated. The rate of growth in petiole-callus was higher than the rootcallus at 0.1 mg/l kinetin and 1mgfl 2,4-D. At 1mgll kinetic, the rate of growth increased, but at high concentration the rate of growth decreased fast. The contents of RNA, DNA and protein also increased, but it did not coincide with the increase of the growth rate of callus. The isoperoxidases of callus grown at various amounts of 2,4-D and kinetic occurred in an almost fashion, but those of root-callus appeared different from those of petiole-callus.
Kinetic experiments on the biological oxidation of $Fe^{2+}$ by Acidithiobacillus ferrooxidans were conducted by measuring the total organic carbon content. The total organic carbon in the solution was determined with different initial concentrations of $Fe^{2+}$(4, 9, 15, and 20 mg/ml). The growth of At. ferrooxidans and substrate utilization were described by the Monod expression. The total organic carbon was found to be an indicator of the biomass concentration and thus may be effectively utilized for estimating cell growth rates in kinetic model development.
This study evaluated the growth kinetics of Salmonella spp. in processed meat products formulated with low sodium nitrite (NaNO2). A 5-strain mixture of Salmonella spp. was inoculated on 25-g samples of sausages formulated with sodium chloride (NaCl) (1.0%, 1.25%, and 1.5%) and NaNO2 (0 and 10 ppm) followed by aerobic or vacuum storage at 10℃ and 15℃ for up to 816 h or 408 h, respectively. The bacterial cell counts were enumerated on xylose lysine deoxycholate agar, and the modified Gompertz model was fitted to the Salmonella cell counts to calculate the kinetic parameters as a function of NaCl concentration on the growth rate (GR; Log CFU/g/h) and lag phase duration (LPD; h). A linear equation was then fitted to the parameters to evaluate the effect of NaCl concentration on the kinetic parameters. The GR values of Salmonella on sausages were higher (p<0.05) with 10 ppm NaNO2 concentration than with 0 ppm NaNO2. The GR values of Salmonella decreased (p<0.05) as NaCl concentration increased, especially at 10℃. This result indicates that 10 ppm NaNO2 may increase Salmonella growth at low NaCl concentrations, and that NaCl plays an important role in inhibiting Salmonella growth in sausages with low NaNO2.
생물학적 폐수처리장의 효율을 정확하게 예측하기 위해서는 생물학적 동력학 계수와 화학양론적 계수를 반드시 추정하여야만 한다. 본 연구에서는 생물학적 동력학 계수를 추정하는 실험적 방법과 그 이론적 배경이 논의되었다. 또한 생물학적 동력학 계수 추정을 위해 신소이용률(Oxygen Uptake Rate, OUR)을 이용한 회분식 실험을 실시하였다. 호기성 상태에서 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 추정하기 위한 간단한 방법이 기술되어 있다. 생물학적 동력학 계수 추정시 해석상의 부정확성 때문에 COD와 VSS농도를 이용하지 않고 산소이용률을 미생물 성장 자료로 변환하여 사용하였다. 종속영양미생물의 최대비성장율, 생산계수, 반속도상수, 사멸율을 산소이용률을 사용하여 추정하였다. 또한 독립영양미생물의 최대비성장율은 $NO_3{^-}$ 농도의 증가율로부터 추정하였다. 본 연구의 목적은 회분식 반응조에서 산소이용률을 이용해 종속영양미생물과 독립영양미생물의 생물학적 동력학 계수를 정확하고 간편하게 추정하는데 있다. 이러한 산소이용률을 이용한 생물학적 동력학 계수 추정 방법이 복잡한 활성슬러지 모델링에 도움을 줄 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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