Способ определения количества биомассы в процессе культивирования

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению массы транспортируемой жидкости, и может быть использовано для оперативного определения биомассы при массовом культивировании протококковых водорослей под открытым небом как в процессе культивирования , так и по его окончании. Цель изобретения - повышение точности определения выхода биомассы и сокращение времени на измерение путем измерения удельной продукции объемным и массовым расходомерами. Способ определения количества биомассы в процессе культивирования заключается в измерении величины удельной продукции и определении биомассы . Данный способ также включает измерение в начале процесса культивирования массы жидкой питательной среды заданного объема, а в процессе синтеза - массы культуральной жидкости того же заданного объема. Количество образовавшейся биомассы определяют по формуле, приведенной в описании. Измерения осуществляют объемным и массовым расходомерами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ .СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4801897/13 (22) 16,01.90 (46) 07.03.92, Бюл. М 9 (71) Научно-исследовательский институт энергетики и автоматики АН УЗССР (72) А.Н. Карасев и С.М. Морозов (53) 663.1(088.8) (56) 1. Владимирова М.Г., Семененко В.Е.

Интенсивная культура одноклеточных водорослей. М„1962, с. 44-45.

2, Там же, с.46-47.

3. Там же, с. 48.

4. Авторское свидетельство СССР

N. 849018, кл. 6 01 К 17/00, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БИОМАССЫ 8 ПРОЦЕССЕ КУЛЬТИВИ-.

РОВАНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению массы транспортируемой жидкости, и .может быть использовано для оперативного

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению массы транспортируемой жидкости, и может быть использовано для оперативного определения биомассы при массовом культивировании протококковых водорослей под открытым небом как в процессе культивирования, так и по его окончании.

В биологии при культивировании микроорганизмов для определения биомассы в процессе культивирования используют широко известные способы.,, Ы„, 1717625 А1 цщ С 12 M 1/00, G 01 K 17/00 определения биомассы при массовом куль- тивировании протококковых водорослей под открытым небом как в процессе культи-. вирования, так и по его окончании. Цель изобретения — повышение точности определения выхода биомассы и сокращение времени на измерение путем измерения удельной продукции объемным и массовым расходомерами. Способ определения количества биомассы в процессе культивирования заключается в измерении величины удельной продукции и определении биомассы. Данный способ также включает измерение в начале процесса культивирования массы жидкой питательной среды заданного объема, а в процессе синтеза — массы культуральной жидкости того же заданного объема. Количество образовавшейся биомассы определяют по формуле, приведенной в описании. Измерения Осуществляют объемным и массовым расходомерами. 1 ил, Известен способ учета числа клеток в счетной камере, заключающийся в нанесении капли культуры на сетку камеры, подсчете под микроскопом количества клеток в определенном числе квадратов и пересчете числа клеток на 1 мл суспензии (1).

Известен способ учета числа клеток нефелометрически, включающий измерение оптической плотности культуральной жидкости, определение числа клеток на 1 мл и построение расчетного графика для каждой культуры (2).

1717625

Известен также способ определения сухого веса клеток культивируемых микроорганизмов, заключающийся в центрифугировании контрольного объема суспензии, отделении питательной среды, разведении водой, повторном центрифугировании и сушке в сушильном шкафу при 80 — 105 С (3).

Основным недостатком этих известных способов является низкая точность измерений и большое время, затрачиваемое на измерение (до нескольких часов).

Особенно низкая точность измерений наблюдается в начале и конце культивирования, т.е. когда клеток мало, но они имеют большие размеры и когда клеток много, но размеры их становятся меньше.

На участке цикла активного размножения клеток, когда коэффициент размножения достигает 3 — 4, то эа каждый час объем массы увеличивается примерно нэ 15;ь, т.е. перечисленные способы определения количества биомассы дают большую погрешность и не обеспечивают контроль В реальном масштабе времени.

1-,.иболее близким техническим решением является способ определения количества биомассы в процессе периодического культивирования (41, включающий измерение величины удельной теплопродукции в процессе синтеза микроорганизмов за заданный ингервэл времени, причем определяют максимальную величину удельной теплопродукции, а конечное количество образующейся биомассы за время определяют по формуле где Гп(т ) — конечное количество биомассы, определенное в законченном аналогичном контрольном процессе эа время; ох — определяемая величина максимальной удельной теплопродукцли В текущем процессе;

q — определенн "ÿ величина максимальной удельной теплопродукции в контрольном процессе;

К вЂ” коэффициент про орциональности

Основным недостатком этого способа является недостаточная точность измерения, особенно при культивировании микроорганизмов под открытым небом, так как она зависит от результатов контрольного и текущих измеренил, которые могут изменяться под Влияниям многих rtapaf48Tpoa (освещенности, температуры, с совпадением цикла перемешивания, аэрации и т.д.), которь1е влияют на интенсивность роста микроорганизмов и могут вызвать большие погрешности. РеализаЦия его требует много

5 времени и кроме того способ не работает без результатов предварительного контрольного выращивания и измерения биомассы микроорганизмов, что не позволяет

его испольэовать в реальном масштабе вре10 мени, Целью изобретения являет"я повышение точности определения Выхода биомаСсы и сокращение времени.

Поставленная цель достигается тем, что

15 В способе определения количества биомассы в процессе культивирования, включающем измерение величины удельной продукции в процессе синтеза микроорганизмов и определение биомассы, согласно

20 изобретению в начале процесса культивирования измеряют массу жидкой питательной среды заданного объема Qt, а в процессе синтеза измеряют массу культуральной жидкости того же объема Q; и коли25 чество образовавшейся биомассы определяют по формуле

ГПкж ГЛпс

30 где mK — измеренная масса культуральной жидкости объема Q в процессе культивирования, кг; валс — измеренная масса питательной

35 среды Обьема Оь кг до посева культуры;

0 — объем всей культуральной жидкости, м

Способ поясняется чертежом, на котором представлена одна из возможных уста40 новок для его реализации, Установка содержит прямоугольный бетонный бассейн 1, насос 2, объемный расходомер 3, массовый расходомер 4, трубопроводы 5, 6 для забора и возвраще45 ния замеряемой культуральной жидкости, причем насос 2 и расходомеры 3, 4 соединены последовательно.

Способ реализуется следующим образом.

50, После того как бассейн 1 заполнен питательной средой, например 04, и произошло ее растворение и распределение по всему объему жидкости, включают насос 2 и по обьемному расходомеру 3 прогоняют вы55 бранный объем измеряемой удельной продукции Оь равный 1 м, а по массовому з расходомеру 4 определяют, что его масса

m>< равна, HanpNMep, 1010 Kr. 3Ta масса зэВисит от состава используемой ВОды и пиI

1717625 лым газом, чтобы поднять продуктивность установки до 15 — 18 г/л сухого вещества в сутки.

Формула изобретения пкж гипс

Составитель Г.Богачева

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Л.Волкова

Заказ 853 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тательной среды. После введения в бассейн посевного материала, чтобы определить биомассу культуральной жидкости, например, через 3 дня, включают насос 2 и по объемному расходомеру 3 снова прогоняют 1 мз 5 культуральной жидкости, а по массовому расходомеру 4 определяют его массу, т.е. вкж, которая, например, равна 1150 кг. Эта масса зависит от факторов, определяющих интенсивное размножение водорослей. 3а- 10 тем, используя формулу (1), производят вычисление образовавшейся за эти дни биомассы fAx на установке

По этим данным, полученным с погрешностью не более +0.5%, за время менее

10 мин, используя имеющиеся таблицы, 20 можно сказать, что для данной высокоинтенсивной установки продуктивность на се.-. годняшний день составляет всего примерно

10 г/л сухого вещества в сутки и поэтому требуется повысить интенсивность освеще- 25 ния, перемешивания и обогащения углекйсСпособ определения количества биомассы в процессе культивирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения выхода биомассы и сокращения времени, измеряют массу жидкой питательной среды и культуральной жидкости заданного объема, а количество биомассы. образовавшейся в процессе культивирования, определяют по формуле где Alga — измеренная масса культуральной жидкости объема Qi в процессе культивирования, кг; тпс — измеренная масса питательной среды Qi до посева культуры, кг;

Q — объем всей культуральной жидкости. м .