關於此實驗
使用虛擬發酵容器和氣體收集器，探討糖、酵母用量及溫度如何影響產物。切換新氣體的流向時，不會清除已收集的氣體量。
學習目標
- 將糖的消耗量與乙醇和二氧化碳的質量連結起來。
- 區分生成的氣體、收集的氣體和排放的氣體。
- 將速率影響與糖供應所能產生的總量進行比較。
使用方法
- 1以80 g/L的糖濃度進行為期八小時的試驗，並記錄產物。
- 2現在將新產生的氣體分流，接著繼續運轉，並比較收集到的二氧化碳與排放的二氧化碳。
- 3提高酵母濃度，並比較時長相同的試驗。
- 4改變糖濃度，並比較剩餘基質和酒精比例。
模型
假設
- 容器處於厭氧狀態，充分混合，液體體積保持恆定，活性酵母生物量固定。模型不考慮生長、呼吸、死亡和抑制。
- 基質消耗遵循一種示意性的飽和速率規律，其半飽和濃度為5 g/L；溫度反應則呈以30 °C為中心的高斯分布。
- 每消耗1莫耳葡萄糖，就會生成2莫耳乙醇和2莫耳二氧化碳。質量核算所用的莫耳質量總和完全相等。
- 所有捕集的二氧化碳均視為在 298.15 K、1 bar 下的乾燥理想氣體。不考慮溶解和氣相空間延遲。
- 顯示的氣球半徑採用氣體體積的對數縮放。修改預定的收集截止時間會重新計算收集歷程；立即將氣體分流的操作則會保留已收集的產物。
在課堂上試試這個實驗
- Q1氣體分流後，為什麼乙醇仍會持續增加？
- Q2提高酵母濃度和增加糖的用量有什麼不同？
常見問題
氣球顯示的是容器內的實際壓力嗎？
不是。氣體數據以固定的參考溫度和壓力呈現；氣球只是體積示意，其視覺縮放經過壓縮處理。
溫度越高，反應就一定越快嗎？
不是。這個示意模型中的速率在 30 °C 時達到峰值，而且該模型既不能代表所有酵母菌株，也不能預測實際發酵情況。