อ่าน 2 นาที
สมการโมโนด
สม การโมโนด์ เป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ตั้งชื่อตาม ฌาคส์ โมโนด์ (ค.ศ.
สมการโมโนด
สมการโมโนด์เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ตั้งชื่อตามฌาคส์ โมโนด์ (ค.ศ. 1910–1976 นักชีวเคมีชาวฝรั่งเศส ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี ค.ศ. 1965) ผู้เสนอให้ใช้สมการในรูปแบบนี้เพื่อเชื่อมโยงอัตราการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำกับความเข้มข้นของสารอาหารที่จำกัด[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]สมการโมโนด์มีรูปแบบเดียวกันกับสมการไมเคิลลิส-เมนเทนแต่แตกต่างกันตรงที่สมการโมโนด์เป็นแบบเชิงประจักษ์ในขณะที่สมการไมเคิลลิส-เมนเทนนั้นอิงตามหลักทฤษฎี
สมการโมโนด์ (Monod equation) นิยมใช้ในวิศวกรรมสิ่งแวดล้อมตัวอย่างเช่น ใช้ในแบบจำลองตะกอนเร่งปฏิกิริยา (activated sludge model ) สำหรับการบำบัดน้ำเสีย
สมการ

สมการ Monod เชิงประจักษ์คือ[ 4 ]
ที่ไหน:
- μคืออัตราการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่พิจารณา
- μmaxคืออัตราการเติบโตสูงสุดของจุลินทรีย์ชนิดนี้
- [ S ] คือความเข้มข้นของสารตั้งต้นจำกัดSสำหรับการเจริญเติบโต
- K sคือ "ค่าคงที่ครึ่งความเร็ว" ซึ่งเป็นค่าของ [ S ] เมื่อμ / μ max = 0.5
μmaxและKs เป็นสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ (เชิงทดลอง) ของสมการ Monod ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามชนิดของจุลินทรีย์ และจะขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อม โดยรอบเช่น อุณหภูมิ ค่า pH ของสารละลาย และองค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อ[ 5 ]
หมายเหตุประกอบการใช้งาน
อัตราการใช้สารตั้งต้นมีความสัมพันธ์กับอัตราการเติบโตจำเพาะดัง[ 6 ]
ที่ไหน
- Xคือมวลชีวภาพทั้งหมด (เนื่องจากอัตราการเติบโตจำเพาะμถูกปรับให้เป็นค่ามาตรฐานโดยเทียบกับมวลชีวภาพทั้งหมด)
- Yคือค่าสัมประสิทธิ์ผลผลิต
ตามธรรมเนียมแล้ว r s จะมีค่าเป็นลบ
ในการใช้งานบางอย่าง จะมีการคูณพจน์หลายพจน์ในรูปแบบ [ S ] / ( K s + [ S ]) เข้าด้วยกัน โดยที่สารอาหารหรือปัจจัยการเจริญเติบโตมากกว่าหนึ่งอย่างอาจเป็นตัวจำกัด (เช่นสารอินทรีย์และออกซิเจนมีความจำเป็นต่อ แบคทีเรียเฮเท อโรโทรฟิก ทั้งคู่ ) เมื่อค่าสัมประสิทธิ์ผลผลิต ซึ่งเป็นอัตราส่วนของมวลของจุลินทรีย์ต่อมวลของสารตั้งต้นที่ใช้ไป มีค่าสูงมาก แสดงว่ามีสารตั้งต้นไม่เพียงพอสำหรับการใช้งาน
การหาค่าคงที่โดยใช้กราฟ
เช่นเดียวกับสมการ Michaelis–Mentenสามารถใช้วิธีการกราฟิกเพื่อปรับค่าสัมประสิทธิ์ของสมการ Monod ได้: [ 4 ]
ดูเพิ่มเติม
- แบบจำลองตะกอนเร่งปฏิกิริยา (ใช้สมการโมโนด์ในการจำลองการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและการใช้สารตั้งต้น)
- การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย
- สมการฮิลล์ (ชีวเคมี)
- การมีส่วนร่วมของฮิลล์ในสมการของแลงมัวร์
- แบบจำลองการดูดซับของ Langmuir (สมการที่มีรูปแบบทางคณิตศาสตร์เหมือนกัน)
- จลนศาสตร์ของไมเคิลลิส-เมนเทน (สมการที่มีรูปแบบทางคณิตศาสตร์เหมือนกัน)
- ฟังก์ชันกอมเพิร์ตซ์
- วิกเตอร์ อองรีผู้เขียนรูปแบบสมการทั่วไปเป็นคนแรกในปี ค.ศ. 1901
- ฟังก์ชัน Von Bertalanffy
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สมการโมโนด
สม การโมโนด์ เป็น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ตั้งชื่อตาม ฌาคส์ โมโนด์ (ค.ศ.
หมายเหตุประกอบการใช้งาน
อัตราการใช้สารตั้งต้นมีความสัมพันธ์กับอัตราการเติบโตจำเพาะดัง [ 6 ]
การหาค่าคงที่โดยใช้กราฟ
เช่นเดียวกับ สมการ Michaelis–Menten สามารถใช้วิธีการกราฟิกเพื่อปรับค่าสัมประสิทธิ์ของสมการ Monod ได้: [ 4 ]
ดูเพิ่มเติม
แบบจำลองตะกอนเร่งปฏิกิริยา (ใช้สมการโมโนด์ในการจำลองการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและการใช้สารตั้งต้น) การเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สมการฮิลล์ (ชีวเคมี) การมีส่วนร่วมของฮิลล์ในสมการของแลงมัวร์ แบบจำลองการดูดซับของ Langmuir (สมการที่มีรูปแบบทางคณิตศาสตร์เหมือนกัน)...