Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

4

«ф.

l 151) М. Кл.з

А 01 С 33/00

I (\ (53) УДК 5?6.8. .093.33 (088.8)

1 (61) Доволнитгл„иое;к авт са„а..&E (22) Заявлено 31.0?.79 (21) 2806467/30-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гаеударстеекиый комктет

Опубликовано 23.11.81 Бтоллетень Ь". +3

Дата опубликования описания 23.11 81 по делам изобретений и етерытий

1О. H. Филипповский, М Д. Бородин,. Т. В,Лоза -евз - -

О. Л. Анисимов, Е. С. Попов- и A. В. Кфоргз;-:.в

I!

Всгсотозныи научно-исследовательский биотехиичеЖяФтттиетитут. (72) Авторы изобретеии» (71) Заявитель (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИ1зОВАНИЯ

ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ МИКь- - ОР1 А11ИЗ.," 1-::;

l

Изобретение относится к культивированию микроорганизмов и может быть использовано .в сельском хозяйстве.

Известен способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов, включающий их засев в питательную среду и отбор биомассы при ведении процесса в оптимальном турбидистантиом режиме flf.

Недостатком этого способа является необходимость использования трех контуров регулирования (по температуре, по плотности культуры и по освещенности).

Известен также способ культивирования микроводорослеи, в котором периодический отбор биомассы осуществляется с помощью сложного оптико-электрического устройства при постоянных условиях искусственного освещения 121.

Недостатком известного способа является использование двух независимых контуров регулирования (по плотности культуры и по температуре), что приводит к необходимости применения сложных приборов.

Цель изобретения — упрощение процесса культивирования.

Указанная цель достигается тем, что культивирование проводят при пониженной иачальнои температуре с дальнеишим ее повьншениеш с»;:.т паг. ощеиия света нарастающей оном.ихой. причем начальную температуру ку: —.ьт и-:=:кроваиия определяют по формуле

1 =-1,. — Ь1, где t — нана.тьиая: гмпература культивирования., С:

t< — темпера v, рз культивирования в стационарн;:,т режиме, С;

Ь t — световая надбавка температуры супензии за счет подглощения клет" мами излучения, С..

При этом отбор биомассы проводят по сигналу термодатчика, а оптимальную плотность культивирования устанавливают в преЛ делах начального участка плато насыщения зависимости световой надбавки температуры от плотности культуры.

На фиг. 1 показана зависимоств световой надбавки температуры от плотности культуры; на фиг. 2 — схема, иллюстрирующая осуществление способа.

Зависимость (фиг. 1) световой надбавки, температуры от плотности культуры, получена экспериментально на культиваторе, представляющем собой плоскопараллельную камеру иэ оргстекла с толщиной слоя 10 мм, при облученности фотосинтетически активной радиации 100 Вт/м от лампы накаливания с использованием СЫоге11а чц1даг1в (термофильного штамма).

Располагая зависимостью Х t (N) для определенного типа культиватора и условий освещения, можно осуществить непрерывное культивирование на любой рабочей плотности N . Для этого регулятором теплообменника устанавливают начальную температуру t„paвной tн--- A t (N<) и осуществляют засев культуры. По мере роста плотности культуры, за счет поглощения света клетками, температура суспензии поднимается от 1„до t„. При этом достаточно на термодатчике, например контактном термометре, установить значение t<, как при достижений

Nq сигнал с задатчика будет давать команду к отбору биомассы.

Необходимость в самостоятельном контуре поддержания плотности биомассы, например, на основе оптического датчика отпадает.

По графику Ь t (N) легко определить оптимальную плотность культивирования

Nopt. Выход на плато насыщения кривой

1 1 (N) означает, что вновь образующиеся клетки уже не приводят к добавочному поглогцению света слоем суспензия, а значит являются лишь темновым балластом и вызывают лишь потери на темновое дыхание.

Эти темновые клетки приводят к уменьшению фотосинтеза слоя. Значит N,„t соответствует начальному участку плато насыщения кривой \1 (N).

В культиватор 1 (фиг. 2) заливают питательную среду и включают систему 2 освещения. Начальную температуру культивирования tH задают с помощью, например, ЛАТРа 3 в цепи электропитания теплообменника 4. Значение надбавки температуры A t находят из графика A t (N) для данного штамма и светового режима. Задатчиком 5, например контактным термометром, устанавливают значение температуры культивирования t . .Засеивают культуру в.культиватор. По достижении температуры суспензии значения тн сигнал с задатчика 5 включает вспомогательное устройство 6 для отбора порции биомассы. Биомасса отделяется в разделителе 7, например сепараторе, и чистая среда возвращается в культиватор.

Пример. Проводится выращивание хлореллы в плоском культиваторе из оргстекла.

Культиватор состоит из двух склеенных отсеков и, кроме рабочего объема (толщина слоя 1 см), содержит плоскую водяную рубашку термозадающего контура. Через водянук> рубашку пропускают стационарный поток воды от водопровода. Кроме того, в рубашку опускают спираль из. нихрома, питаемую через ЛАТР. В рабочий объем заливают среду Тамия и подбором напряжения питания на спирали устанавливают начальную температуру культивирования

tq = 33 С. Затем на эадатчике (контактном термометре) устанавливают оптимальную температуру культивирования („ = 38 С (при 1t = 5 С, согласно фиг. 1). Затем эасеивают культуру Chlorella vulgaris (термофильный штамм). При достижении плотности 200 106 кг/см контактный термометр включает сигнал к отбору биомассы. Отделение биомассы проводят центрифугирова1 нием, а фугат опять заливают в камеру.

Таким образом, изобретение обеспечивает ведение непрерывного процесса культиви. рования за счет одного только контура регулирования температуры и упрощает проведение процесса.

Формула изобретения

1. Способ культивирования фотосинтеэирующих микроорганизмов, преимущественно микроводорослей, включающий засев культуры в питательную среду и периодический отбор биомассы при рабочей плотности, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса культивирования, последнее проводят при пониженной начальной температуре с дальнейшим ее повышением за счет поглощения света нарастающей биомассой, причем начальную температуру культивирования определяют по формуле

35 гн = тк — зт где t„ — начальная температура культивирования, С;

t„ — температура культивирования в стационарном режиме, С;

Л t — световая надбавка температуры

40 суспензии за счет поглощения клетками излучения, С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбор биомассы проводят по сигналу термодатчика.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся

4 тем, что оптимальную плотность культивирования устанавливают в пределах начального участка плато насыщения зависимости световой температуры надбавки от плотности культуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 438396, кл. С 12 К 1/10, 1972.

2. Проблемы космической биологии. T. 19, N., «Наука», 1972.

882486 га /О 6 фиг!

Составитель М. Дранишников

Редактор H. Альшнна Техред А. Бойкас Корректор Н. Стен

Заказ 10023/3 Тнраж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4