Способ определения экономического коэффициента в процессе культивирования микроорганизмов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК 9) 111) М 1 4 гнмин гОин рмуле: У = К - ащещОумМмОКСОмО 3 сСи минимальные следующей где г максимальн Оминначенота иропор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (72) Р.Ю.Симутис, 10.-К.Ю,Станишкис, Д.Я.Левишаускас и К.Л.Вилутис (53) 663.1(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР к, кл. С 12 11 3/00, 1976.Авторское свидетельство СССР У 1214757, кл. С 12 М 1/36, 19.02,85., ,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОГО КОЭФФИЦИЕНТА В ПРОЦЕССЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к биоинженерии и направлено на повышение точности определения экономическогокоэффициента в реальном масштабе времени, Способ заключается в изменениискорости прокачки культуральной среды через измерительные электродырастворенных кислорода и азота посинусоидальному закону, измерениимаксимальных и минимальных значенийрастворенных кислорода и азота и расчете экономического коэффициента по концентраций растворенныхкислорода; К - коэффициенциональности.ЙГ 0 к сизК -- -) ДСйГ а скорость изменения концентрации азота Йг /Йг. в отобранной культуральной среде пропорциональна скорости роста микроорганизмов Йх/ЙС, т.е. с 1 г ггх=К (2)ЙГ Я ДГгде К, и К - коэффициенты пропорциональности.Таким образом, экономический коэффициент процесса биосинтеза следующим образом определяется из выражений (1) и (2): КАги 2 0 г(3) Если скорость прокачивания культуральной среды через измерительные электроды меняют по синусоидальному закону, то изменяется и время Г, характеризующее задержку подвода культуральной жидкости к измерительным электродам. Пусть Ги гминимальные значения концентрации растворенного кислорода и азота, которые показывают измерительные электроды, а г, и г, - максимальные значения, а если полученные значения используют для определения дифференциалов дгц и дг 0 , то экономический коэффициент можно определить из следующего выражения: К .эЕй Г -Г Э Г 0, макс 0 мин где КК/КИзобретение относится к биотехно-, логии, в частности к способам автоматического определения параметров процесса биосинтеза.Цель изобретения - повышение точности определения экономического коэффициента в реальном масштабе времени.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Если из ферментера отобрать часть культуральной жидкости, то концентрация растворенных кислорода и азота уменьшается в результате потребления их микроорганизмами. При этом скорость изменения растворенного кислорода ЙГ /дГ пропорциональна скоогрости потребления субстрата микроорганизмами, т,е. П р и м е р. На ферментационнойустановке в ферментерах с рабочейемкостью 1,5 л непрерывным способомна .глюкозе выращивают кормовые дрожжи Сапддйа цГ 131 з. Температура культивирования 38"С, рН 4,6, аэрация3,2 л/мин. Культуральную жидкостьчерез измерительные электроды прокачивают с помощью перистальтического насоса. С помощью генератора синусоидального напряжения расходакультуральной жидкости через измерительные электроды меняют следующимобразом:15к Ог 4 + 0,2 з 1 п 0,45 Гмл/сКонцентрацию растворенного кислорода измеряют с помощью электродарастворенного кислорода (Е 1 Ь 15-114)Концентрация рН культуральнойсреды измеряют с помощью электродарН 1 п 8 оИ.Информацию о концентрации растворенного кислорода в среде и кислотности среды через интерфейс подают на микро-ЭВИ. Экономический коэффициент определяют предлагаемымспособом, заранее методом наименьших квадратов определив коэффициентпропорциональности для данного процесса (коэффициент К для данного процесса К = 0,71). Так как источникомазота в среде является сульфат аммония, то при усвоении дрожжами ИН,г 35 среда подкисляется и изменение значеия кислотности среды рН используется как значение, пропорциональноеизменению концентрации азота в среде гн40 Таким образом, для определенияэкономического коэффициента в реальном времени используют выражениеУ = 0,71 - - - -- -ф --"мин г "макс г Огмин г Огмаксг г гзначения кислотности среды и концентрации кислорода при минимальной имаксимальной скоростях прокачивания 50 культуральной среды через измерительные электроды по закону Як = 0,4 ++ 0 2 з 1 п 0 45 Г. мл/с 1.Исследуют состояния культуры приразных переходных режимах в течение 60 ч, В результате реализациипредлагаемого способа обеспечивается повышение точности определенияэкономического коэффициента по сравнению с известным на 227. Кроме того,1288202 мак И миг - гОкмакс О м ин где ги, т,кс, О максОмии максимальные иминимальные значения концентрации растворенного азота и кислорода:коэффициент пропорциональности. Составитель Н.Алкеев Редактор И.Дербак Техред И.Попович КорректорЕ.СирохманЗаказ 7772/23 Тираж 500 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, П, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 предлагаемый способ позволяет определить экономический коэффициент ссреднеквадратической погрешностьюдУ с 0,02 Г/ГФормула изобретения 5 Способ определения экономического коэффициента в процессе культивирования микроорганизмов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности его определения в реальном масштабе времени, изменяют скорость прокачивания культуральной среды через измерительные электроды по синусоидальному закону и измеряют 15 максимальное и минимальное значения концентраций растворенных кислородаи азотак. а экономический коэффициентопределяют из следующего выражения: