この実験について
仮想の発酵槽とガス回収器を使って、糖、酵母の量、温度が生成物に与える影響を調べましょう。すでに回収された量を消去せずに、新しいガスの流路を切り替えられます。
学習目標
- 糖の消費量をエタノールと二酸化炭素の質量に関連付けます。
- 生成されたガスと、回収されたガスおよび放出されたガスを区別します。
- 速度への影響を、糖の供給量から生成可能な総量と比較します。
使い方
- 1糖濃度80 g/Lで8時間の試験を行い、生成物を記録します。
- 2新たに発生するガスを今から別の経路に流し、その後も運転を続けて、回収された二酸化炭素と放出された二酸化炭素を比較します。
- 3酵母濃度を高め、同じ時間の試験を比較します。
- 4糖濃度を変え、残存基質とアルコールの割合を比較します。
モデル
前提条件
- 容器内は嫌気条件で十分に混合され、液量は一定で、活性酵母バイオマス量も固定されています。増殖、呼吸、死滅、阻害は考慮しません。
- 基質の消費速度は、半飽和濃度5 g/Lの例示的な飽和速度則と、30 °Cを中心とするガウス型の温度応答に従います。
- グルコースが1モル消費されるごとに、エタノール2モルと二酸化炭素2モルが生成されます。質量収支の計算には、合計が正確に一致するモル質量を使用します。
- 捕集された二酸化炭素はすべて、298.15 K、1 barの乾燥理想気体として扱います。溶解と気相部分の遅延は考慮していません。
- 表示される風船の半径は、気体の体積を対数スケールで表しています。予定された回収終了時点の変更を行うと回収履歴が再計算されますが、即時にガスを迂回させる操作では、回収済みの生成物はそのまま保持されます。
授業で試してみましょう
- Q1ガスを迂回させた後も、なぜエタノールは増え続けるのですか？
- Q2酵母濃度を高めることと、砂糖を追加することでは何が違いますか？
よくある質問
風船は容器内の実際の圧力を示していますか？
いいえ。気体量は一定の基準温度と圧力で示されています。風船は体積を表す記号であり、視覚的な大きさは圧縮スケールで表示されます。
温度が高いほど、常に速くなるのですか？
いいえ。この説明用の反応速度は30 °Cで最大になります。また、このモデルはすべての酵母株を表すものではなく、実際の発酵を予測するものでもありません。