Способ определения экономического коэффициента выхода этилового спирта

,ЯО 1 214750 А Ш 4 С 12 Р 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:; К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ за микроорганизмами из ферментера, а зкономический коэффициент выхода этилового спирта по углеродному субстрату определяют иэ следующей зависимости: К 4 со, -ьОы Р/5 где Йн -цсо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) Д.Я.Левишаускас, Ю.-К,Ю.Станишкис, М.З.Милашаускас и К,Л.Вилутис (53) 663. 1(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР В 527472, кл. С 12 Ц 3/00, 1976.Перт С,Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир, 1978, с. 191-192.(54)(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗКОНОМИЧЕСКОГО КОЗФфИЦИЕНТАВЫХОДА ЭТИЛОВОГО СПИРТА, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью новьппения точности определения, измеряют скоростьпотребления азота микроорганизмамии скорость выделения углекислого гаэкономический коэффициент выхода этиловогоспирта по углеродномусубстратускорость потребленияазота микроорганизмамискорость выделения углекислого газа микроорганизмами из ферментера;коэффициенты пропорциональности.40 45 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 Я пропорцнональна скорости выделения углекислого газа из ферментера Яс,со с - Ксо (1) где Ю 5 - скорость потребления питательного субстрата микроорганизмами,К - коэффициент пропорциональности.Скорость образования продукта (этилового спирта) пропорциональна скорости вьделения углекислого газа из ферментера и скорости потребления азота микроорганизмами:Яр= Ко.Я со, - зм (2) где Я р - скорость образования продукта (этилового спирта),Я - скорость потребления азотамикроорганизмами,"К,К- коэффициенты пропорциональности.Из уравнений (1) и,(2) получаем выражение определения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродному субстрату:(3)з 6 КЯ где 1 риаз- кочекй коэффциевыхода этилового спирта поуглеродному субстрату.Измеряя скорость потребления азо" та микроорганизмами Яи Юсо скорость вьделения углекислого газа из ферментера в процессе биосинтеза, можно непрерывно в ходе процесса определять экономический коэффициент выхода этилового спирта по углерод- ному субстрату Чр по выражению (3)П р и м е р. На ферментационной установке ФУв ферментерах с рабочей емкостью 3 л периодическим способом в анаэробных условиях выращивали дрожжи Яасспощусез сегечы 47502а 1, которые сбраживали глюкозу наэтанол. Во время периодическогоанаэробного процесса спиртовогоброжения непрерывно измеряласЬ ско рость выделения углекислого газа изферментера Я о с помощью барабанного газосчетчика, так как источником азота в культуральной среде является пептон, то при усвоении азота дрожжами регулирование рН культуральной среды на заранее заданномуровне рН=4,0 проводилось с помощьюбуферного агента 3 М едкого калия,а скорость потребления азота микроорганизмами Я непрерывно измеряласьйс помощью расходомера.Исследовались различные процессыпериодического анаэробного спиртового брожения, меняя начальную концен трацию глюкозы в культуральной среде в пределах 12-187. Значенияэкономического коэффициента выходаэтилового спирта по углеродномусубстрату определяли из выражения(4), заранее методом наименьшихквадратов определив коэффициентыпропорциональности для данного про- цесса,Осо , бй йбраПолученные значения экономического коэффициента выхода этилового 35спирта по углеродному субстрату сравнивали с значениями того же экономического коэффициента, полученными, применяя известный метод, т.е. по выражению: где 6 Р - изменение концентрации этилового спирта за определенное время Е=1 чЬ- изменение концентрации глюкозы в культуральной средеаа то же время;а также с действительными значения ми экономического коэффициента, которые определяли не в реальном масштабе времени, путем обработки соотношений Р Я; сглаживающими сплайнами, а определением производной 55 сР(св численными методами.Реализация данного способа определения экономического коэффициентавыхода этилового спирта по углерод1214750 Начальная Истинное Номерэксперимента ЗначенияпоизвестноЗначенияопределяемые по концентрация глюкозы, 7 значение экономическогокоэффициента лл Дрьгр/гз му способс 3 РД у г /г предложенному спо"собу руг /гз 0,41 0,43 0,40 14 0,44 0,46 0,43 16 0,40 0,44 0,39 4 0,39Заказ 857/38Тираж 490 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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 определитьэкономический коэффициент выходаэтилового спирта по углеродному субстрату с среднеквадратичной погрешностью Д/ ( 0,04 - -, а такжеГгз фпозволяет значения экономического коэффициента выхода этилового спирта по углеродному субстрату определять в реальном масштабе времени, чтосоздает возможность для оперативного контроля правильности веденияпроцесса анаэробного спиртовогоброжения по определенному метаболическому пути. Это в конечном итогепозволяет увеличить выход продукта(этилового спирта) и снизить затраты питательного субстрата.10 Результаты экспериментов приведены в таблице.