Способ определения скорости потребления кислорода микроорганизмами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О бЭ 4 ПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ С п и. гд Для опния кислозамкнутойключают в ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной микрбиологии(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА МИКРООРГАНИЗМАМ(57) Изобретение относится к спосбам контроля параметров процесса ктивирования и направлено на повышние точности определения скоростиглощения кислорода микроорганизмаВ процессе культивирования микрооганизмов в ферментере создают режим Изобретение относится к технической микробиологии и может быть использовано для контроля параметров процесса культивирования микроорга". низмовЦель изобретения - повышение точности определения скорости поглощения кислорода микроорганизмами.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем,Изменение парциального давления кислорода в кулвтуральной жидкости определяется соотношениями процессов его потребления культурой микроорганизмов и транспорта кислорода из газовой Разы в жидкость Л 01479519 замкнутой аэрации путем отключениявнешней аэрации и циркуляции газовойфазы ферментера через культуральнуюжидкостьВ этих условиях измеряютскорость изменения парциального давления растворенного кислорода (ЙРфЙ)Затем аэрацию полностью отключают иизмеряют скорость изменения парциального давления растворенного кислорода (ЙР:ЙТ) , а скорость потреблениякислорода микроорганизмами вычисляютпо формуле Я = - (ЙР 3 с 1 Т):КТ(Ч:Ч) х1 с 1 + (с 1 Р:ЙТ) ;(ЙР;ЙТ) , где 0 -скорость потребления кислорода микроорганизмами, ммоль/л мин, Ч, Чгобъемы жидкой и газовой фаз, л 1 К -универсальная газовая постоянная,л атм/ммоль град; Т - абсолютная температура, град. 1 табл. парциальные давлениякислорода в жидкой и газовой фазах соответственно, атм- коэффициент массообмена-по кислороду, мин - скорость потребления кислорода, ммоль/лмин; - константа Генри,л атм/ммоль еделения скорости потреблеода сначала создают режим аэрации, при которой отешнюю аэрацию и осуществля3 147951 9ф ют аэрацию путем циркуляции газовой фазы, находящейся в ферментере через кулътуральную жидкость,Для процесса замкнутой аэрации можно, записать уравнение материального балансаш Ф ш ш+ ш + Чдс, , (2) где шго,ш - количество кислорода вгазовой,и жидкой фазе соответственно в началепроцесса замкнутой аэрации, ммоль;ш,ш - количество кислорода вгазовой и жидкой фазе череэ время Ьй, ммоль.Из уравнения Менделеева-Клайперона находим В этом случае уравнение (1) принимает вцц(7)ЙЙ пИндекс 1 у производной обозначает режим отключенной аэрации. Изуравнений (б) и (7) получаем выражения для расчета скорости потреблениякислорода микроорганизмами Я и константы Генри Н1 Р Ч Г аРО = -( -- .) /Кт - 1 + ( - -) /аС д Ч,ас/( -- ) (8)йРй пН = ( - -) /О (9)ЙРд,П р и м е р 1. Культуру,Вас 11 цзЬпгщхепез культивируют в периодическом режиме в аэробных условиях наосветленной питательной среде, содержащей ферментативный гидролизатБВК и соли, 7.: СаС 11,5; МСС 13;ф 1 пС 1 0,3; МАМБО 0,3; 2 пЯО 0,2 прио30 С в. ферментере, Объем культуральной жидкости Ч, 1,50 л, объем газовой фазы с учетом подводящих трубокЧ,. 2,18 л,В таблице представлены значенияскорости потребления кислорода и константы Генри в разные ьоменты ростакультуры, рассчитанные по формулам.При замкнутой аэрации разность температур щдкой и газовой фаз не преовышала 1 С, объемы определены с точ-,ностью до 0,57, Погрешность при расчете величины Я с учетом погрешности в определении температуры, отношений объемов и погрешности в определеЙР ЙРнии (") и ( в -) составляет 3-5 Е.Йс 1 01 11Определение скорости потребления кислорода микроорганизмами осуществляютпо формулеЧг 1 йР Г йРг ( ) /Г 1 +ч кт йе тс 1 е(10) о тключают,где Р - давление кислорода в газогвой фазе, атмС - концентрация кислорода вгазовой фазе, ммоль/л; 25К - универсальная газовая посто-,янная луатм/ммольфград;Т - абсолютная температура, град,Из уравнения Генри находим,С= = - -)ш Р(5)Чг 40В установившемся режиме при замкнутом цикле аэрации можно положитьЙ Рае-- = 0 и из уравнения (5) получаем Чг 1 ЙР Ч ВТ45О = - - - - (-"-) (1+- -)Ч КТ Й 1 е ЧН где Ч и Ч - объемы жидкой и газофвой фаз ферментера соответственно, а инденкс 1у производной означаетрежим замкнутой аэрации,После проведения процесса культи" вирования в режиме замкнутой аэрации в течение времени, достаточном .чтобы определичь (-1аэрацию полностью6 РЯй тф Ошибка при расчете величиныЦ по известному способу может достигать 2007 за счет того, что пренебре,гают изменением растворимости кисло-. рода в культуральной жидкости в процессе культивирования,Ф о р м у л а и з о б р в т е н и яСпособ определения скорости потребления кислорода микроорганизмами,о,0 Составитель Н,Алкееведактор М,Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.В ева акаэ 2505/26 ,Тираж 501НИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж,.Рауш Подписное ениям и открытия кая наб., д. 4/5ри ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат патент" г,ужгород,Гагарина, 10 5 14 предусматривающий их культивирование в аэробных условиях, отключение аэрации, измерение скорости уменьшения парциального давления растворенного кислорода и вычисление скорости потребления кислорода микроорганизмами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, перед отключением аэрации осуществляют замкнутую аэрацию путем принудительной циркуляции газовой фазы,ферментера через культуральную жидкость без газообмена с внешней средой, измерение в этих условиях скорости уменьшения парцнального давления растворенного кислорода, а Йычисление скорости потребления кислорода микроорганизмами осуществляют по формуле ЙР, ЙР(- ) и- скорости уменьше" д й (пния парциального давления растворенного кислорода в режимах замкнутой аэрации и отключения аэрации соответственно,