Modeling the growth of diverse microorganisms during feast‐famine enrichment
Notice bibliographique
Résumé
Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biodegradable polymers that can decrease the severe environmental pollution of petroleum plastics. PHA production by mixed microbial communities has been extensively studied to lower the high PHA prices. However, the competition between distinct microbial communities during the enrichment of PHA accumulators in mixed cultures has not been widely investigated. Thus, in this work, we developed a mathematical model for the competition between PHA accumulators and non-PHA accumulators in the feast-famine enrichment strategy. The developed model successfully simulated published lab-scale experimental data for Plasticicumulans acidivorans, a well-studied PHA accumulator that can store PHA up to 90% of the cell weight. The growth kinetics for both PHA and non-PHA accumulators were estimated and compared to the values in the literature. The uncertainties in the model kinetics were studied by expanding the model to include additional sub-biomass components for each heterotrophic group. As a result, the microbial diversity of microbial communities was observed to influence the enrichment of PHA accumulators in mixed cultures. Additionally, the calibrated model was applied to investigate the cultivation conditions, such as cycle lengths, carbon-to-nitrogen ratio, and solids retention time for successful P. acidivorans enrichment in mixed cultures. The developed model can be applied to control the cultivation and enrichment of PHA accumulators in large-scale PHA production systems. PRACTITIONER POINTS: A new model for the enrichment of PHA accumulators was developed. The model can simulate PHA accumulation by enriched cultures. The model was calibrated and validated for Plasticicumulans acidivorans. The impact of microbial diversity on enriching PHA accumulators was investigated. Short cycles (<12 h) and SRT (<10 d) are suggested for successful enrichment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».