Prediction structural instability and type attractor of biochemical process
Keywords:
bioreactor, stable attractor, strange attractor, biosensor, mathematical model, phase-plane portrai, bifurcation, structural instability
Abstract
The biochemical process mathematical model of running bioreactor is presented. The scenarios of every regime, which depend on incoming substrate and oxygen flows, are investigated. Points of bifurcation and regularities of forming stable and strange attractors are obtained on a parametric space. The areas diagram of system identical phase-plane portraits is built. A structure functional correspondence of biochemical reactions to the physical properties system is given.
Downloads
Download data is not yet available.
References
1. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора // Препринт ИТФ-85-89Р. – 1985. –33 с.
2. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Фазовый портрет// Препринт ИТФ-85-90Р. – 1985. –36 с.
3. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Странные аттракторы// Препринт ИТФ-85-108Р. – 1985. –28 с.
4. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Живые адапторы// Препринт ИТФ-85-89Р. – 1985. –23 с.
5. Gachok V.P., Grytsay V.I., Arinbasarova A.Yu., Medentsev A.G., Koshcheyenko K.A., Akimenko V.K. // Kinetic Model of Hydrocortisone 1-en Dehydrogenation by Arthrobacter globiformis. Biotechnology and Bioengineering. 1989. V. 33. P. 661-667.
6. Gachok V.P., Grytsay V.I., Arinbasarova A.Yu., Medentsev A.G., Koshcheyenko K.A., Akimenko V.K. // A Kinetic Model for Regulation of Redox Reactions in Steroid Transformation by Arthrobacter globiformis Cells. Biotechnology and Bioengineering. 1989. V. 33. P. 668-680.
7. Гачок В.П., Аринбасарова А.Ю., Кощеенко К.А., Меденцев А.Г., Акименко В.К. // Прикладная биохимия и микробиология. 1988. - XXIV. Вып.3. С.380 - 388.
8. Гачок В.П., Аринбасарова А.Ю., Грицай В.И., Кощеенко К.А., Меденцев А.Г., Акименко В.К. // Прикладная биохимия и микробиология. 1988. XXIV. Вып. 3. С.389 – 399.
9. Грицай В.И., Гачок В.П., Прилуцкий Ю.И. и др. // Тез. IV Mеждународной конференции "Математические модели нелинейных возбуждений, переноса, динамики управления в конденсированых системах и других средах". Москва: Изд. "Станкин", 2000, С. 38.
10. Грицай В.И. Самоорганизация в макропористой структуре геля с иммобилизованными клетками. Кинетическая модель биоселективной мембраны биосенсора // Доповіді НАН України. 2000. N 2. С. 175-179.
11. Грицай В.И. Самоорганизация в реакционно-диффузионной пористой среде // Доповіді НАН України. 2000. N 3.
С. 201-206.
12. Грицай В.Й. Впорядковані структури в математичній моделі біосенсора // Доповіді НАН України. 2000. N 11. С. 112. – 116.
13. Grytsay V.I., Gachok V.P., Prylutskyy Yu.I., Kucherenko M.E., Matyshevska O.P., Prylutyska S.V. and Scharff P. // EUROCARBON 2000, 1-st World Conference on Carbon. Germany. Berlin. 2000. P. 969.
14. Грицай В.Й. Самоорганізація біохімічного процесу імобілізованих клітин біоселективної мембрани біосенсора // Український фізичний журнал, 2001, № 1, С.124-127.
15. Грицай В.Й. Впорядковані та хаотичні структури в реакційно-дифузійному середовищі // Вісник Київського університету. 2002. № 2. С. 394-400.
16. Андреев В.В., Грицай В.И. Моделирование неактивных зон в пористых гранулах каталізатора и в биосенсоре // Математическое моделирование. 2005. T. 17. № 2. С. 57 - 64.
17. Андреев В.В., Грицай В.И. Влияние неоднородности протекания диффузионно-реакционного процесса на формирование структур в пористой среде // Математическое моделирование. 2005. T. 17. № 6. С. 3 – 12.
18. Грицай В.И., Андреев В.В. Роль диффузии в формировании неактивных зон в пористых реакционно- диффузионных средах // Математическое моделирование. T. 18. № 12. 2006. С. 88-94.
19. V.Grytsay Unsteady Conditions in Porous Reaction-Diffusion // Medium. Romanian J. Biophys. 2007. Vol. 17. # 1. P. 55-62.
20. Грицай В.Й. Невизначеність в еволюції структур реакційно-дифузійного середовища біореактора // Біофізичний вісник. 2007. №2. С. 92 – 97.
21. Грицай В.Й. Формування та стійкість морфогенетичного поля іммобілізованих клітин біореактора // Біофізичний вісник. 2008. №2. С. 25 – 34.
22. Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука. 1991.
23. Дорофеев А.Г., Глаголев М.В., Бондаренко Т.Ф., Паников Н.С. Необычная кинетика роста Arthrobacter globiformis и ее объяснение // Микробиология. 1992. Т. 61. № 1. С. 33.
24. Скичко А.С., Кольцова Э.М. Математическая модель для описания колебаний биомасы бактерий // Теоретические основы химической технологии. 2006. Т. 40. №5. С. 540 – 550.
2. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Фазовый портрет// Препринт ИТФ-85-90Р. – 1985. –36 с.
3. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Странные аттракторы// Препринт ИТФ-85-108Р. – 1985. –28 с.
4. Гачок В.П., Грицай В.И. Кинетическая модель процесса трансформации стероидов в режиме проточного реактора. Живые адапторы// Препринт ИТФ-85-89Р. – 1985. –23 с.
5. Gachok V.P., Grytsay V.I., Arinbasarova A.Yu., Medentsev A.G., Koshcheyenko K.A., Akimenko V.K. // Kinetic Model of Hydrocortisone 1-en Dehydrogenation by Arthrobacter globiformis. Biotechnology and Bioengineering. 1989. V. 33. P. 661-667.
6. Gachok V.P., Grytsay V.I., Arinbasarova A.Yu., Medentsev A.G., Koshcheyenko K.A., Akimenko V.K. // A Kinetic Model for Regulation of Redox Reactions in Steroid Transformation by Arthrobacter globiformis Cells. Biotechnology and Bioengineering. 1989. V. 33. P. 668-680.
7. Гачок В.П., Аринбасарова А.Ю., Кощеенко К.А., Меденцев А.Г., Акименко В.К. // Прикладная биохимия и микробиология. 1988. - XXIV. Вып.3. С.380 - 388.
8. Гачок В.П., Аринбасарова А.Ю., Грицай В.И., Кощеенко К.А., Меденцев А.Г., Акименко В.К. // Прикладная биохимия и микробиология. 1988. XXIV. Вып. 3. С.389 – 399.
9. Грицай В.И., Гачок В.П., Прилуцкий Ю.И. и др. // Тез. IV Mеждународной конференции "Математические модели нелинейных возбуждений, переноса, динамики управления в конденсированых системах и других средах". Москва: Изд. "Станкин", 2000, С. 38.
10. Грицай В.И. Самоорганизация в макропористой структуре геля с иммобилизованными клетками. Кинетическая модель биоселективной мембраны биосенсора // Доповіді НАН України. 2000. N 2. С. 175-179.
11. Грицай В.И. Самоорганизация в реакционно-диффузионной пористой среде // Доповіді НАН України. 2000. N 3.
С. 201-206.
12. Грицай В.Й. Впорядковані структури в математичній моделі біосенсора // Доповіді НАН України. 2000. N 11. С. 112. – 116.
13. Grytsay V.I., Gachok V.P., Prylutskyy Yu.I., Kucherenko M.E., Matyshevska O.P., Prylutyska S.V. and Scharff P. // EUROCARBON 2000, 1-st World Conference on Carbon. Germany. Berlin. 2000. P. 969.
14. Грицай В.Й. Самоорганізація біохімічного процесу імобілізованих клітин біоселективної мембрани біосенсора // Український фізичний журнал, 2001, № 1, С.124-127.
15. Грицай В.Й. Впорядковані та хаотичні структури в реакційно-дифузійному середовищі // Вісник Київського університету. 2002. № 2. С. 394-400.
16. Андреев В.В., Грицай В.И. Моделирование неактивных зон в пористых гранулах каталізатора и в биосенсоре // Математическое моделирование. 2005. T. 17. № 2. С. 57 - 64.
17. Андреев В.В., Грицай В.И. Влияние неоднородности протекания диффузионно-реакционного процесса на формирование структур в пористой среде // Математическое моделирование. 2005. T. 17. № 6. С. 3 – 12.
18. Грицай В.И., Андреев В.В. Роль диффузии в формировании неактивных зон в пористых реакционно- диффузионных средах // Математическое моделирование. T. 18. № 12. 2006. С. 88-94.
19. V.Grytsay Unsteady Conditions in Porous Reaction-Diffusion // Medium. Romanian J. Biophys. 2007. Vol. 17. # 1. P. 55-62.
20. Грицай В.Й. Невизначеність в еволюції структур реакційно-дифузійного середовища біореактора // Біофізичний вісник. 2007. №2. С. 92 – 97.
21. Грицай В.Й. Формування та стійкість морфогенетичного поля іммобілізованих клітин біореактора // Біофізичний вісник. 2008. №2. С. 25 – 34.
22. Паников Н.С. Кинетика роста микроорганизмов. М.: Наука. 1991.
23. Дорофеев А.Г., Глаголев М.В., Бондаренко Т.Ф., Паников Н.С. Необычная кинетика роста Arthrobacter globiformis и ее объяснение // Микробиология. 1992. Т. 61. № 1. С. 33.
24. Скичко А.С., Кольцова Э.М. Математическая модель для описания колебаний биомасы бактерий // Теоретические основы химической технологии. 2006. Т. 40. №5. С. 540 – 550.
Published
2009-06-05
Cited
How to Cite
Grytsay, V. I. (2009). Prediction structural instability and type attractor of biochemical process. Biophysical Bulletin, 2(23), 77-85. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/biophysvisnyk/article/view/4375
Section
Biophysics of complex systems
Copyright (c) 2009 V. J. Gritsai
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
