Способ определения экономического коэффициента выхода этилового спирта
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (5ц@ С 12 F 1/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:::
Н ABTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ за микроорганизмами из ферментера, а зкономический коэффициент выхода этилового спирта по углеродному субстрату определяют иэ следующей зависимости:
Yp(,-где
Йн цс о к„к,к,—
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3786458/28-13 (22) 03.09.84 (46) 28.02.86. Бюп. У 8 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) Д.Я.Левишаускас, Ю.-К.Ю.Станишкис, М.Ç.Милашаускас и К.Л.Вилутис (53) 663. 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 527472, кл. С 12 Q 3/00, 1976.
Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. M.:
Мир, .1978, с. 191-192. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗКОНОМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА ВЫХОДА ЭТИЛОВОГО СПИРТА, отличающийся тем, что, с целью новьппения точности определения, измеряют скорость ,потребления азота микроорганизмами и скорость выделения углекислого ra.И3„» 1 214750 А экономический коэффициент выхода этилового спирта по углеродному субстрату скорость потребления азота микроорганизмами скорость выделения углекислого газа микроорганизмами из ферментера; коэффициенты пропорциональности.
121
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в бродильной промышленности.
Цель изобретения — повышение точности определения путем измерения его в реальном масштабе времени.
Сущность способа определения экономического коэффициента выхода этилового спирта заключается в следующем.
В процессе анаэробного спиртового брожения скорость потребления питательного сУбстРата Qз пРопоРЦИональна скорости выделения углекислого газа из ферментера Я
©с= КЛсо, (1) где — скорость потребления питательного субстрата микроорганизмами, К вЂ” коэффициент пропорциональности, Скорость образования продукта (этилового спирта) пропорциональна скорости выделения углекислого газа из ферментера и скорости потребления азота микроорганизмами:
Чр= Кт.Q со, — ь м (2) где Qp — скорость образования продукта (этилового спирта), Я„ — скорость потребления азота микроорганизмами,"
К,Кь- коэффициенты пропорциональности.
Из уравнений (1) и,(2) получаем выражение определения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродному субстрату:
QP К2а з N (3)
1 = — = !з Q q
Fge I> экономический KO9 HIIHBHT выхода этилового спирта по углеродному субстрату.
Измеряя скорость потребления азота микроорганизмами Q„H Q скорость выделения углекислого газа из ферментера в процессе биосинтеза, можно непрерывно в ходе процесса определять экономический коэффициент выхода этилового спирта по углеродному субстрату по выражению (3)
Пример. На ферментационной установке ФУ-6 в ферментерах с рабочей емкостью 3 л периодическим способом в анаэробных условиях выращивали дрожжи Яасспогпусее сегечьез.—
2 а1, которые сбраживали глюкозу на этанол. Во время периодического анаэробного процесса спиртового брожения непрерывно измеряласЬ ско5 рость выделения углекислого газа из ферментера Q o с помощью барабанного газосчетчика, так как источником азота в культуральной среде является пептон, то при усвоении азота дрожжами регулирование рН культуральной среды на заранее заданном уровне рН=4,0 проводилось с помощью буферного агента 3 М едкого калия, а скорость потребления азота микроорганизмами Q непрерывно измерялась и с помощью расходомера.
Исследовались различные процессы периодического анаэробного спиртового брожения, меняя начальную концентрацию глюкозы в культуральной среде в пределах 12-18Х. Значения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродному субстрату определяли из выражения (4), заранее методом наименьших квадратов определив коэффициенты пропорциональности для данного процесса
,О4 со 4 б м 40,(Р 5 где 6Р— изменение концентрации этилового спирта за определенное время .=1 ч h S — изменение концентрации глюкозы в культуральной среде аа то же время; а также с действительными значения„.0 ми экономического коэффициента, которые определяли не в реальном масштабе времени, путем обработки соотношений Р S сглаживающими сплайнами, а определением производной с(Pj 8 численными методами. Реализация данного способа определения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродПолученные значения экономического коэффициента выхода этилового 35 спирта по углеродному субстрату сравнивали с значениями того же экономического коэффициента, полученными, применяя известный метод, т.е. по выражению: 1214750 Начальная Истинное Номер эксперимента Значения по известноЗначения„ определяемые по концентрация глюкозы, 7 значение экономического коэффициента л Jp Yp (r rp/гз му способ,= dP сГ5 г /г предложенному способу fp г /гs 0,41 0,43 0,40 0,44 0,46 0,43 0,40 0,44 0,39 0,39 0,38 0,42 Составитель Г. Богачева Редактор И.Сегляник .Техред С.Мигунова Корректор А.Зимокосов Заказ 857/38 Тираж 490 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1-13035, Москва, -35 Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ному субстрату обеспечивает повышение точности определения коэффициента по сравнению с известным способом на 207, и позволяет определить экономический коэффициент выхода этилового спирта по углеродному субстрату с среднеквадратичной погрешностью hY /з ««0,04 — -, а также Г гЗ позволяет значения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродному субстрату определять в реальном масштабе времени, что создает возможность для оперативного контроля правильности ведения I процесса анаэробного спиртового брожения по определенному метаболическому пути. Это в конечном итоге позволяет увеличить выход продукта (этилового спирта) и снизить затраты питательного субстрата. 10 Результаты экспериментов приведены в таблице.
