Способ автоматического определения скорости выделения углекислого газа из ферментера

 

Изобретение относится к микробиологии о Пель изобретения - повышение точности определения скорости выделения углекислого газа из ферментера . Данный способ предусматривает отбор культуральной среды из ферментера в измерительную ячейку малой емкости, разбавление водой до определенного значения растворенного углекислого газа в измерительной ячей-, ке, а скорость выделения углекислого газа в измерительной ячейке, а скорость выделения углекислого газа оп-. ределяют измерением интервала времени , через который культуральная среда в измерительной ячейке опять насыщается растворенным углекислым газом . 2 ил. Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5))4 С 1? М 1/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1

4).)-"Г ...

ОЛИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j 3 („(М А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ Мг,,;, 1 ;:",.

s (21 ) 4040315/31-13 (22) 24.03.86 (46) 23.03.88. Бил.¹ ll (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса. (72) М.Ç.Милашаускас, N. — Ê.È.Ñòàíèmкис ° P.)Î.Ñèèóòèñ и М.М.Манкявичвс (53) 663.1(088.8) (56) Clarke D.S. et а1. Sensors for

bioreactor moniboring and. control— а perspective. — Tournal of Biotechnology, 1984, 1, р. 135-158.

„„SU„„1382846 А 1 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВИДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО

ГАЗА ИЗ @ЕРМЕНТЕРА (57) Изобретение относится к микробиологии. Цель изобретения - повышение точности определения скорости выделения углекислого газа из Аерментера. Данный способ предусматривает отбор культуральной среды из ферментера в измерительнув ячейку малой емкости, разбавление водой до опре" деленного значения растворенного углекислого газа в измерительной ячей" ке, а скорость выделения углекислого газа в измерительной ячейке, а скорость выделения углекислого газа определявт измерением интервала времени, через который культуральная среда в измерительной ячейке опять насыщается растворенным углекислым газом. 2 ил.

1382846

Изобретение относится к микробиологической промьп ленности и может быть использовано на предприятиях микробиологической и спиртовой промыщленности, например при производстве кормовых дрожжей.

Цель изобретения — повыщение точности определения скорости выделения углекислого газа из ферментера. 10

Способ определения скорости выде-. ления углекислого газа из ферментера заключается в следующем.

Скорость выделения углекислого газа из ферментера характеризует ход технологического процесса как в биотехнологических процессах синтеза биомассы, так и в биотехнологических процессах синтеза продукта. Таким образом, надо иметь возможность измерять скорость выделения углекислого газа из ферментера по ходу процесса культивирования микроорганизмов. При насыщении культуральной среды растворенным углекислым газом 25 его концентрация становится постоянной и дифференцирование данного сигнала дает ошибочный результат скорости выделения углекислого газа в ферментере, так как скорость выделе- 30 ния углекислого газа из ферментера равна нулю, что не соответствует действительности.

При насыщении культуральной среды растворенным углекислым газом измерение скорости выделения углекислого газа из ферментера проводится следую» щим образом.

Из ферментера отбирается культуральная среда в измерительную ячейку, в которой насыщенная растворенным углекислым газом культуральная среда раэбавляется до заданного значения растворенного углекислого газа, и осуществляется фиксирование момента времени и разбавления. Во время роста и жизнедеятельности микроорганизмов в измерительной ячейке выделяющийся углекислый газ растворяется в культуральной среде, находящейся в измерительной ячейке, и концентра50 ция растворенного углекислого газа меняется до насыщения. Изменение концентрации растворенного углекислого газа виэмерительной ячейкеизмеряется электродом растворенногоуглекислого

55 газа, и путем дифференцирования полученных значенийопределяется производная концентрации растворенного углекислого газа, соответствующая определенному значению скорости выделения углекислого газа в культуральной среде.

При достижении насыщения культуральной среды в измерительной ячейке растворенным углекислым газом производная концентрация растворенного углекислого газа становится равна нулю и осуществляется фиксация момента времени, когда производная концентрации растворенного углекислого rasa принимает данное значение.

Скорость выделения углекислого газа Q go< характеризуется углом наклона Ы производной концентрации растворенного углекислого газа во времени йС o /dt и определяется по уравнению ас... со

c2 dt э где С вЂ” концентрация растворенного со углекислого газа в культуральной среде в измерительной ячейке; — время разбавления культу1 ральной среды в измерительной ячейке; — время насыщения растворен2 ным углекислым газом культуральной среды в измерительной ячейке.

Таким образом, осуществляют отбор культуральной среды из ферментера в измерительную ячейку, разбавление водой до заданного значения растворенного углекислого газа в отобранной культуральной среде и измерение интервала времени от момента разбавления водой культуральной среды до ее насыщения растворенным углекислым газом по концентрации растворенного углекислого rasa а определение скорости выделения углекислого газа в культуральной среде из ферментера ! осуществляют по измеренному интервалу времени.

На фиг.1 изображен график изменения концентрации растворенного СО во времени; на фиг.2 — измерительная ячейка.

Измерительная ячейка состоит из кюветы 1, в которую отбирается культуральная среда из ферментера, электрода 2 измерения растворенного углекислого rasa помещенного в кювету, дозирующего устройства 3 воды для!

382846 разбавления культуральной среды в кювете, блока 4 дифАеренцирования и блока 5 измерения интервала времени.

Измерительная ячейка работает следу5 ющим образом.

В кювету из ферментера отбирается культуральная среда и из дозирующего устройства 3 воды для разбавления культуральной среды в кювете вода поступает в кювету. В то же время сигнал от дозирующего устройства 3 поступает на блок 5 измерения интервала времени и фиксируется момент времени t,. Так как после разбавления культуральная среда в кювете 1 измерительной ячейки не насыщена растворенным углекислым газом, выделяющийся углекислый газ в результате роста ижизнедеятельности микроорганизмов в кювете2п растворяется в культуральной среде, и изменение концентрации растворенного углекислого газа в кювете измеряется электродом 2 растворенного углекислого газа, сигнал которого 25 подается на блок 4 дифференцирования, в котором путем численного дифференцирования определяется скорость выделения углекислого газа в кювете

Сигнал от блока 4 дифференцирования подается на блок 5 измерения интервала времени. Когда культуральная среда в кювете измерительной ячейки насыщается растворенным углекислым газом, т.е. концентрация растворенного углекислого газа становится постоянной величиной, выходной сигнал блока 4 дифференцирования становится равным нулю, и блок 5 измерения интервала времени фиксирует момент времени 1 и определяется интервал времени 3t = t — t,. Для последующих измерений скорости выделения углекислого rasa в ферментере берутся новые пробы и описанные операции повторяются.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ автоматического определения скорости выделения углекислого газа из Аерментера, предусматривающий измерение концентрации растворенного углекислого газа и отбор культуральной среды, отличающийся тем, что, с целью повынения точности определения скорости выделения углекислого газа, дополнительно разбавляют отобранную культуральную среду водой до заданного значения раство-. ренного углекислого газа в отобранной культуральной среде, измеряют интервал времени от момента разбавления водой культуральной среды до ее насыщения растворенным углекислым га" зом по концентрации растворенного углекислого газа, а определение скорости выделения углекислого газа ° из Аерментера осуществляют по измеренному интервалу времени.

l 382846

Составитель Г.Богачева

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олийнык Корректор И.Эрдейи

Заказ 1263/22

Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4