Способ выращивания микроорганизмов

Способ выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ц 572492

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 485142 (22) Заявлено 27.02.76 (21) 2331719/13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 19.09.77 (51) М. Кл,- С 12В 1/08

С 12С 11/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.14(088.8) (72) Авторы изобретения В. Л. Яровенко, Б. М. Нахманович, В. В. Яровенко, П. А. Белозеров, В. П. Леденев и В. Ф. Шамрин (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт продуктов брожения (54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может оыть использовано для выращивания микроорганизмов, например дрожжей.

Г1о основному авт. св. № 485142 известен способ выращивания микроорганизмов, по которому после заполнения ферментеров и достижения стационарной фазы развития микроорганизмов часть культуральной жидкости с дрожжами выводят из потока и разделяют на твердую (дрожжи) и жидкую фракции одним из известных средств, например при помощи фильтра или сепаратора.

Затем для подавления инфицирующей микрофлоры осуществляют раздельно одно- или многоступенчатую обработку фракций антисептиком. Твердую фракцию промывают при

20 С подкисленной серной кислотой до рН 2,5, обрабатывают антисептиком, например лактоцидом, с активностью 150 — 200 ед. при 20 С, а затем возвращают в головной ферментер. Жидкую фракцию также обрабатывают антисептиком, например лактоцидом, с активностью 50 — 60 ед. и подают в последующий за головным ферментер, сохраняя при этом прямоточность полупродуктов в непрерывном процессе культивирования микроорганизмов.

Недостатком данного способа является то, что из-за различного физиологического состояния микроорганизмов в ферментерах батареи имеет место наличие лаг-фазы их развития при поступлении среды из каждого предыдущего ферментера в последующий. В резуль5 тате этого процесс протекает недостаточно эффективно.

С целью интенсификации процесса в предлагаемом способе отбор культуральной жидкости и разделение ее на фракции проводят

10 на всех фазах развития микроорганизмов, осуществляя при этом дополнительную рециркуляцию отделенной биомассы с каждой последующей стадии на предыдущую и смешивание клеток различных фаз их роста, напри15 мер лаг-фазы и экспоненциальной, с одновременным дополнительным притоком, свежей среды во второй по ходу процесса ферментер батареи. Кроме того, скорость перемещения биомассы снижают в 1,5 — 1,7 раз по отноше20 нию к основному потоку культуральной жидкости.

На чертеже показана схема установки, по. ясняющая предлагаемый способ.

Способ осуществляется следующим обра25 зом.

В фсрментере 1 микробные клетки находятся в лаг-фазе, в ферментере,2 — в состоянии начальной экспоненциальной фазе, в ферментере 3 — в экспоненциальной фазе, в фермен30 тере 4 — н стационарной фазе в Йерментерах

572492

5 и б — в фазе затухания или лизиса. Из ферментера 1 отбирают насосом 7 часть культуральной жидкости, разделяют ее на сепараторе 8, после чего биомассу обрабатывают антисептиком, например лактоцидом, и направляют во 2-й ферментер батареи. Из ферментера 3 в ферментер 4 часть ферментационной среды поступает самотеком, а часть подают через фильтр 9 с помощью насоса 7. Это создает рециркуляцию и дополнительное смешение микроорганизмов с различными фазами роста, а именно экспоненциальной и стационарной. Аналогичный процесс происходит в последующих ферментерах 5 и б оатареи, где смешиваются при рециркуляции микроорганизмы стационарной фазы и фазы затухания.

Отделяемый, таким образом, от культуральной жидкости фильтрат перемещается от ферментера 1 до ферментера б, т. е. в направлении, совпадающем с движением потока среды.

Отделенная биомасса перемещается с каждой последующеи стадии на предыдущую, например с экспоненциальной на лаг-фазу, т. е. в направлении, обратном потоку.

Частичная рециркуляция микроорганизмов и дополнительное смешение их фаз роста на всех стадиях развития устраняет период лагфазы, имеющий место при поступлении среды из каждого предыдущего ферментера в последующий. Это приводит к ускорению роста микроорганизмов и повышению плотности их популяции.

Снижение скорости перемещения биомассы относительно основного материального потока на всех стадиях процесса увеличиваег степень ее воздействия на ферментационную среду и повышает продуктивность дрожжевой системы. Скорость перемещения биомассы снижают в 1,5 — 1,7 раз.

Комплексное воздействие этих факторов (повышение плотности и продуктивности дрожжевой системы) позволяет увеличить скорость притока свежей среды во второй ферментер и повысить производительность всего процесса.

Г1 р и м е р. Проводилось непрерывное культивирование микроорганизмов. После заполнения ферментеров и достижения стационарности процесса из ферментера 1 отбирали 30 /о культуральной жидкости с дрожжами Saccharomyces cerevisiae, насосом 7 направляли в сепаратор 8 для разделения на твердую фракцию (дрожжи) и фильтра=. При возврате концентрированной биомассы в 1-й ферментер плотность дрожжей в нем увеличилась с

90 млн/мл до 130 млн/мл. При концентрировании биомассы в 3-м ферментере плотность дрожжей QBeJIHBHJIBcb HB 40 M. IH/MJI, в 4-M — HB

34 млн/мл, в 5-м — на б0 млн/мл. Таким образом, дополнительное увеличение плотности дрожжевых клеток по всей батарее составило

174 млн/мл. Перемещение потока питательной среды от головного до хвостового ферментера происходило за 42 — 48 ч со скоростью 13 м /ч.

Скорость потока биомассы равнялась 7,75 м /ч и была в 1,7 раз меньше скорости основного потока.

Предлагаемый способ обеспечивает интенсификацию процесса культивирования микроорганизмов и способствует повышению производительности всей батареи до 220О/о. Батарея ферментеров выводится на наиболее производительный режим ферментации, характеризующийся экспоненциальной и стационарными фазами роста микроорганизмов. Задержка, перемещение и смешивание микробных клеток позволяет осуществить кооперативные взаимодействия и совмещение их функций с направленным процессом ферментации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ¹О 485142, С 12В 1/08, 1975, 50 кл.

Формула изобретения

Зо

1. Способ выращивания микроорганизмов по авт. св. № 485142, отличающийся тем, что, с целью итенсификации процесса, отбор культуральной жидкости и разделение ее

Ç5 на фракции проводят на всех фазах развития микроорганизмов, осуществляя дополнительную рециркуляцпю отделенной биомассы с каждой последующей стадии на предыдущую и смешивание клеток различных фаз их роста, 40 например лаг-фазы и экспоненциальной, с одновременным дополнительным притоком свежей среды во второй по ходу процесса ферментер батареи.

2, Способ по п, 1, отличающийся тем, 45 что скорость перемещения потока культуральной жидкости поддерживают более высокой относительно скорости перемещения биомассы, предпочтительно в 1,5 — 1,7 раза.

572492

Составитель Э. Шахтимир

Редактор Г. Мозжечкова Тех р ед М. Семен ов

Корректоры: Л. Брахнина и О. Тюрина

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2080/14 Изд. № 721 Тираж 563

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5