在微生物方面，化学计量学定义了基质和微生物过程产物(包括生物量形成)之间的定量关系。

图1:黑盒模型分析系统的输入和输出，而不是系统内部的进程。所有发生在细胞内的化学反应都被忽略了发酵过程被视为一个单一的反应，其中底物转化为生物质和产品。

产量系数和指数增长

在指数级增长时，底物消耗与产物生成呈线性关系。的收率将会是常数，它可以被计算为乘积与底物之间的斜率。

图2:在发酵过程中，底物被消耗，生物质和产物被形成。基质上的生物量曲线为线性曲线，Y_sx斜率。

计算产量系数

一般来说，只考虑最重要的基材和产物。例如，对于酵母细胞，一般的化学计量方程式如下:

的系数Y每个化合物前面都是产率系数。这是化合物j的变化量和化合物i的变化量之比。

碳平衡和cmol

对于碳平衡(或发酵过程中的任何元素平衡)，使用一般的化学计量方程。所有含有碳的化合物都被考虑在内:

由于只知道生物质的元素贡献而不知道具体的分子式，所以单位改为cmol。相对于cmol，微生物的一般组成为CH_1．8O_0．5N_0．2．当转化为cmol时，分子和分子量归一化为含碳量。例如,葡萄糖(C₆H₁₂O₆)，分子量为180 g/mol (cmol)₂它的分子量为30g /cmol(即原始分子量除以碳原子数)。产率系数可以由g/g转换为cmol/cmol。

将单位转化为cmol后，碳平衡为:

碳平衡法是一种很好的控制发酵微生物的方法。如果碳平衡不关闭，就会有大量的未知碳，这意味着未知的副产品正在产生。

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分子量

在计算有机物的分子量时，下列单质分子量是有用的:

Mw(氢)= 1 g/mol

Mw (Carbon) = 12 g/mol

Mw (n) = 14 g/mol

Mw (Oxygen) = 16 g/mol

缩写

x:产生的生物量的浓度

干重:干重，生物量的一种测量方法

Y:产量因素

年代_R:底物初始浓度

S:剩余底物浓度

p:产物浓度

问_p:比产物生成速率(mg product g^－1生物质h^－1）

Y_xp:以生物量表示的产品产量^－1生物质)