Способ регулирования процесса культивирования микроорганизмов

Способ регулирования процесса культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН

Союз Советскик

Социалистических

Республик

И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< >787456

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 08. 78 (2Е) 2654520/28-13 (51)М. Кл з с присоединением заявки ¹ "

С 12 В 1/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151280.Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 171280 (53) УДК663.11. .576.8(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. Ф. Андреев, М. С. Ваганова, Д. Я. Медман и Н. М. Павлова

Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Поставленная цель достигается тсм, что в процессе культивирования в период экспоненциального роста микро- 20 организмов определяют угол наклона кривой зависимости термоэдс по времени, а величину тепловыделения рассчитывают по формуле

Е К

К вЂ” коэффициент, характеризующий конструкцию ферментера, ккал/м ° ч; 30

Изобретение относится к микробио. логической промышленности, а именно к способам регулирования процессов культивирования микроорганизмов. 5

Известен способ автоматического Управления процессом выращивания микроорганизмов в зависимости от тепловыделения, о величине которого судят по распределению температурного поля в культуральной жидкости j1j .

Недостатком известного способа является его невысокая точность.

Цель изобретения — повышение точt5 ности способа.

d- — угол наклона кривой изменения величины термоэдс к оси времени на диаграммной ленте потенциометра.

На чертеже показан график зависи" мости тепловыделения от времени культивирования культуры.

Способ осуществляют следующим образом.

Между основанием ферментера и те . мостатируемым теплообменником устанавливают тепломер,через который осуществлянРг отвод избытка тепла, выделившегося в ферментере в процессе культивирования микроорганизмов. При этом в чувствительном элементе тепломера возникает термоэдс, величина которой пропорциональна величине теплового потока, прошедшего через тепломер к теплообменнику. Величину термоздс непрерывно фиксируют на диаграмной ленте самописца. Чем интенсивнее развивается культура, тем большее количество тепла выделяется иэ ферментера, проходит через тепломер, тем большая величина термоздс поступает на контрольно-измерительный прибор и тем больше сс.- угол наклона кривой изменения величины термоэдс.

787456

В системе ступенчато изменяют ко-, личественно один из параметров, влияющих на интенсивность роста микроорганизмов, например подвод кислорода, и фиксируют на диаграмной ленте самописца через изменение термоэдс

5 изменение тепловыделений и по углу наклона изменения термоэдс судят о влиянии изменяемого параметра на интенсивность процесса.

В случае возрастания угла о4 на диаграмной ленте потенциометра производят дальнейшее увеличение количества подаваемого кислорода.

Если же дальнейшее увеличение расхода кислорода приводит к снижению или сохранению величины угла наклона 15

d- на диаграмной ленте, то систему возвращают к предыдущему значению регулируемого параметра.

Определив оптимальное значение по данному параметру, подбирают по сле- () дующему (например, химическому составу питательной среды, температуре, влажности и т.п.) и т.д.), Периодические изменения всех основных параметров, влияющих на интенсивность данного процесса, повторяют многократно до выявления таких зависимостей между ними, когда изменение любого из них не влечет за собой увеличения угла с .

Таким образом, подобранное соотношение исследованных параметров, при котором значение величины сС максимально, соответствует оптимальным условиям культивирования данного вида микроорганизмов. При этом величи- З5 на учитывает степень заполнения ферментера и позволяет результаты различных экспериментов делать сопоставимыми.

Пример. Теплоизолированный, 40 снабженный теплометрическим устройством ферментер емкостью 3 л помещают в суховоздушный термостат, что позволяет использовать установку как калориметр. Рабочую емкость ферментера подвергают химической и тепловой стерилизации, затем заполняют

2,25 л питательной среды. Емкость закрывают крышкой и вторично подвергают тепловой стерилизации.

Затем охлажденную до 32,0 С емо кость с питательной средой помещают в суховоздушный термостат, включают мешалку и добиваются в калориметрической системе теплового равновесия.

Доказательством этого является по- 55 стоянство нулевого значения сигнала с тепломера, установленного в основании емкости на ее внешней поверхности. В дальнейшем весь тепловой поток отводят только через тепломер. В > питательную среду рабочей емкости высеивают споровую культуру аэробного гриба Aspergi!1us uiger и измеряют величину тепловыделения в процессе ее культивирования, при этом фиксируют показания тепломера на диаграмной ленте одноточечного потенциометра КСП-4.

Температура культивирования гриба составляет 32,0 С.

Интенсивность аэрации воздухом составляет 0Ä5 л/л мин, В течение первых двух часов культивирования культура находится в латентной фазе роста.. Тепловыделение при этом близко к О. Затем культура переходит к экапоненциальной фазе роста.

В процессе экспоненциальной фазы роста,величивают интенсивность аэрации от 0,5 до 1,5 л/л мин, угол оС на кривой изменения тепловыделения возрастает, что свидетельствует о недостаточной аэрации культуры.

Дальнейшее увеличение аэрации от

1,5 до 2 л/л мин и последующее снижение до 1,5 л/л.мин не изменяет интенсивности образования тепла и биомассы.

При интенсивности аэрации от 1,5 до 2,5 л/л мин образуется максимальное количество биомассы, которое составляет 18,7 г/л сухих веществ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с достаточно высокой точностью определить необходимую величину расхода воздуха на аэрацию в одной емкости спустя 3,5 ч от начала эксперимента, вместо 12 емкостей и 72 ч, применяемых в соответствии с известным.

Формула изобретения

Способ регулирования процесса культивирования микроорганизмов по изменению величины тепловыделения, о т л и ч а ю шийся тем, что, о целью повышения точности в процессе культивирования в период экспоненциального роста микроорганизмов определяют угол наклона кривой зависимости термоэдс по времени, а величину тепловыделения расчитывают по формуле

Е = К ° tg*, где Š— величина тепловыделения, ккал/м ч;

К - коэффициент, характеризующий конструкцию ферментера, ккал/м ч; — угол наклона кривой изменения величины термоэдс к оси времени на диаграмной ленте потенциометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 424875, кл. С 12 В 1/08, 1974.

787456

И, а,<а,<а<а =а = y

Составитель О. Великославинская чие.ж

Ре д

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, ° -h у. д, р

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4