Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

(51) 4 С 12 Я 3/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОР т детельство СССР 2 Я 3/ОО, 1981,СУДАРСТБЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7) Киевский технологическийтут пищевой промышленности(54) СПОГОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРО 11 ЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ(57) Изобретение относится к управлению процессом микробиологическогосинтеза и может использоваться в микробиологической и пищевой промышленности при культивировании биомассыкормовых дрожжей. Пелью изобретенияявляется повышение производительности Аерментера за счет повышения (стабилиэации) содержания культивируемого штамма при его вытеснении из Ферментера малоурожайными культурами.Для этого вычисляют значение коэдибициента потребления аммиачной водыкультурой микроорганизмов как отношение Расхода аммиачнои воды, необходимого для стабилизации рН среды кпроизводительности Аерментера побиомассе дрожжей. При превышении коэфФициентом предельного значениясравнивают с ограничениями значенияследующих параметров: концентрацииингибиторов в субстрате, рН субстрата, температуры, и рН среды и концентрации растворенного кислорода вЖерментере. Если данные параметры невыходят за пределы установленных ограничений, уменьшают подачу субстрата и подают подсев чистой культурыдрожжей в Аерментер.Изобретение относится к биотехнологическим процессам культивированиямикроорганизмов, преимущественно кормовых дрожжей, выращиваемых на гидролизатах древесины,Цель изобретения - повышение производительности ферментера за счетповьияения (стабилизации) содержаниякультивируемого штамма при его вытескении из ферментера малоурожайнымикультурами,Способ автоматического управленияпроцессом непрерывного культивирования микроорганизмов предусматривает 15регулирование подачи субстрата в зависимости от расхода аммиачной водыв ферментер, стабилизацию рН, объемаи температуры среды в ферментере, определение концентрации растворенного 20кислорода в ферментере, измерение рНсубстрата и концентрации ингибиторовв субстрате, определение значениякоэффициента потребления аммиачнойводы культурой микроорганизмов по отношению расхода аммиачной воды к производительности Аерментера по биомассе дрожжей, сравнение полученногозначения коэффициента с заданнымипредельными значениями. При превыше- ЗОнии данного коэффициента предельныхзначений осуществляют сравнение концентрации ингибиторов в субстрате,рН субстрата, температуры, рН средыи концентрации растворенного кислоро- З 5да в Жерментере с установленными значениями и, если ни один из указанныхпараметров не выходит за установленные значения, уменьшают подачу субстрата и осуществляют подачу подсева 40чистой культуры дрожжей.Способ автоматического управленияпроцессом непрерывного культивирования микроорганизмов осуществляют следующим образом. 45Измеряют расход аммиачной водыС, подаваемой в ферментер для стабилизации рН среды, а также расходсубстрата ц в ферментер и концентрации Х биомассы дрожжей. Коэффициент ) потребления аммиачной водыопределяют по выражениюСф( . (Значение данного коэффициента оп- .55ределяется соотношением конструктивного (направленного на синтез биомассы) и энергетического (направленного на поддержание жизнедеятельности) обменов, Урожайные штаммы имеют более высокий уровень конструктивного обмена, следовательно при прочих равных условиях. культивирования значениеу них ниже, чем у малоурожайных культур.Так как на клеточный обмен и прирост биомассы оказывают влияние режимные параметры процесса, проверяется выход за пределы допустимых ограничений основных параметров культивирования: концентрации ингибиторов роста в субстрате, рН субстрата, температуры, рН и концентрации растворен- . ного кислорода в ферментере. Если ни один из этих параметров не вышел за пределы ограничений, по увеличению коэдн 1 ициента потребления аммиачнойводы делается вывод о вытеснении исходной культуры малоурожайной микрофлорой. Лля предотвращения дальнейшего вытеснения культуры в данный ферМентер подают подсев чистой культуры Дрожжей, уменьшив одновременно расход углеводного субстрата. Последнее позволяет предотвратить снижение выхода биомассы дрожжей из субстрата,В случае, если коэффициент потребления аммиачной воды не повышается, что свидетельствует об отсутствии вытеснения урожайной культуры, изменяют расход субстрата пропорционально изменениям расхода аммиачной воды.Оперативное определение вытеснения культивируемого штамма без проведения длительных и трудоемких микробиологических анализов позволяет более эффективно управлять процессом с целью повышения (стабилизации) содержания культивируемого штамма и повышения производительности ферментера.Формула изобретенияСпособ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, гредусматривающий регулирование подачи субстрата в зависимости от расхода аммиачной воды в ферментер, стабилизацию рН, объема и температуры среды в ферментере, определение концентрации биомассы в ферментере и измерение рН субстрата, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, измеряют концентрацию растворенного кислорода и ингибиторов в субстрате, определяют значениеЗаказ 745/26 Тираж 520 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4 коэффициента потребления аммиачной воды культурой микроорганизма по отношению расхода аммиачной воды к производительности ферментера по био 5 массе дрожжей, сравнивают полученное значение коэффициента с заданными предельными значениями, при превьш;енин данного коэффициента предельных значений осуществляют сравнение кон центрации ингибиторов в субстрате,рН субстрата, температуры, рН средыи концентрации растворенного кислорода в ферментере с установленнымизначениями и, если ни один из указанных параметров не превышает установленного значения, уменьшают подачусубстрата и осуществляют подачу подсева чистой культуры дрожжей.