В непрерывном процессе разные субстраты можно подавать раздельно, меняя их расходы.

На рис. 9.16 представлена ситуация, когда в ферментер подаются четыре потока различных субстратов – F₁, F₂, F₃ и F₄ с концентрациями S₁, S₂, S₃ и S₄ соответственно.

Рис. 9.16. Схема хемостата с раздельной подачей компонентов питательной среды

При этом очевидно, что выходящий из аппарата поток жидкости /равен сумме входных потоков:

F = F₁ + F₂ + F₃ + F₄. (9.90)

Возможна также ситуация, когда наряду с потоками субстратов в аппарат подается поток воды F₀, величина которого является преобладающей.

Тогда изменение расходов отдельных субстратов мало влияет на общую скорость разбавления. Это влияние можно нивелировать, если изменять подачу воды так, чтобы общий поток ^сохранялся постоянным:

F= F₀ + F₁ + F₂ + F₃ + F4. (9.91)

Было бы хорошо иметь возможность быстро обнаруживать, как культура реагирует на изменение в подаче того или иного источника питания (F₁, F₂ и т.д.). Однако концентрация биомассы меняется медленно, и к тому же ее трудно измерять. В связи с этим для аэробных процессов используют другой параметр, пропорциональный общей скорости роста биомассы Q_X. Этот параметр – интенсивность дыхания культуры, или скорость потребления кислорода, или образования углекислого газа.

Обычно удобнее измерять скорость образования углекислого газа Q_CO2, точнее, общее количество углекислого газа G _CO2n (на весь объем ферментера).

Для этого измеряют расход воздуха F_ВОЗД и концентрацию CO₂ в выходящем потоке воздуха C_CO2. Эту концентрацию (объемную) измеряют с помощью непрерывно работающих газоанализаторов, а расход – с помощью расходомера:
 (9.92)

Обычно расход воздуха поддерживают постоянным, так что для определения скорости образования CO₂ достаточно просто непрерывно определять его концентрацию в выходящем воздухе.

Метод импульсных добавок заключается в следующем. В аппарат вносят дозу одного из субстратов сверх его непрерывной подачи. При этом концентрация этого субстрата сначала кратковременно возрастает, а затем снижается до исходного уровня. Интенсивность дыхания тоже кратковременно возрастает и как бы повторяет кривую изменения концентрации субстрата (S₁ на рис. 9.17), если в среде имеет место его недостаток. Если недостатка нет, то никакого эффекта добавление субстрата не вызывает (см. рис. 9.17 для субстрата S₂).

Рис. 9.17. Изменение интенсивности дыхания (Q_CO2)
при импульсной подаче лимитирующего (S₁) и нелимитирующего (S₂) субстратов

Таким образом можно перепробовать разные субстраты и выяснить, какого из них не хватает.

Далее можно последовательно менять скорость подпитки субстрата и наблюдать за изменением интенсивности дыхания. Изменение расхода субстрата F₁ прекращается, если очередное его увеличение не привело к увеличению интенсивности дыхания (рис. 9.18).

Рис. 9.18. Изменение интенсивности дыхания во времени при последовательном наращивании скорости дозирования лимитирующего субстрата

На графике (рис. 9.18) представлено изменение во времени расхода подаваемого субстрата F₁ его концентрации в среде S₁ и интенсивности дыхания Q_CO2. После 3-го повышения скорости подпитки увеличения интенсивности дыхания не произошло, поэтому принято решение в дальнейшем не увеличивать подачу субстрата.

Метод импульсных добавок является удобным способом корректировки подачи субстратов в непрерывном хемостате.