Способ определения количества биомассы в процессе культивирования

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 6 12 М 1/00,6 01 К 17/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И.ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ. СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследовательский институтэнергетики и автоматики АН УЗССР(56) 1. Владимирова М.Г., Семененко В,Е.Интенсивная культура одноклеточных водорослей, М 1962, с. 44-45.2, Там же, с.46-47.3, Там же, с. 48,4, Авторское свидетельство СССРМ 849018, кл. 6 01 К 17/00, 1981,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БИОМАССЫ В ПРОЦЕССЕ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению ссы транспортируемой жидкости, и .мат быть использовано для оперативного Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению массы транспортируемой жидкости, и может быть использовано для оперативного определения биомассы при массовом культивировании протококковых водорослей под открытым небом как в процессе культивирования, так и по его окончании.В биологии при культивировании микроорганизмов для определения биомассы в процессе культивирования используют широко известные способы,определения биомассы при массовом культивировании протококковых водорослей под открытым небом как в процессе культи-. вирования, так и по его окончании. Цель изобретения - повышение точности определения выхода биомассы и сокращение времени на измерение путем измерения удельной продукции объемным и массовым расходомерами, Способ определения количества биомассы в процессе культивирования заключается в измерении величины удельной продукции и определении биомассы. Данный способ также включает измерение в начале процесса культивирования массы жидкой питательной среды заданного объема, а в процессе синтеза - массы культуральной жидкости того же заданного объема. Количество образовавшейся биомассы определяют по формуле, приведенной в описании, Измерения осуществляют объемным и массовым расходомерами. 1 ил,Известен способ учета числа клеток в счетной камере, заключающийся в нанесении капли культуры на сетку камеры, подсчете под микроскопом количества клеток в определенном числе квадратов и пересчете числа клеток на 1 мл суспензии (1).Известен способ учета числа клеток нефелометрически, включающий измерение оптической плотности культуральной жидкости, определение числа клеток на 1 мл и построение расчетного графика для каждой культуры (2, Известен также способ определениясухого веса клеток культивируемых микроорганизмов, заключающийся в центрифуги ровании контрольного объемасуспензии, отделении питательной среды, 5разведении водой, повторном центрифугировании и сушке в сушильном шкафупри 80 - 105 С(3).Основным недостатком этих известныхспособов является низкая точность измерений и большое время, затрачиваемое на измерение (до нескольких часов).Особенно низкая точность измеренийнаблюдается в начале и конце культивирования, т,е, когда клеток мало, но они имеют .15большие размеры и когда клеток мною, норазмеры их становятся меньше,На участке цикла активного размножения клеток, когда коэффициент размножения достигает 3 - 4, то за каждый час объем 20массы увеличивается примерно нэ 15;, т.е,перечисленные способы определения количества биомассы дают большую погрешность и не обеспечивают контроль вреальном масштабе времени, 251-,.иболее близким техническим решением является способ определения количества биомассы в процессе периодическогокультивирования (4 включающий измерение величины удельной теплопродукции в 30процессе синтеза микроорганизмов за заданный ингервэл времени, причем определяют максимальную величину удельнойтеплопродукции, а конечное количество образующейся биомассы за время определяют по формуле 40 где гп(т) - конечное количество биомассы, определенное в законченном аналогичном контрольном процессе за время;ох - определяемая величина максимальной удельной теплопродукцли в текущем 45 процессео - определенная величина максимальной удельной теплопродукции в контрольном процессе;К - коэффициент пропорциональностиОсновным недостатком этого способа является недостаточная точность измерения, особенно при культивировании микроорганизмов под открытым небом, так как 55 она зависит от результатов контрольного и текущих измерений, которые могут изме-, няться под влиянием многих параметров (освещенности, температуры, с совпэдением цикла перемешивания, аэрации и т,д.), которь 1 е влияют на интенсивность роста микроорганизмов и могут вызвать большие погрешности. РеализаЦия его требует много времени и кроме того способ не работает без результатов предварительного контрольного выращивания и измерения биомассы микроорганизмов, что не позволяет его испольэовать в реальном масштабе времени,Целью изобретения является повышение точности определения выхода биомассы и сокращение времени.Поставленная цель достигается тем, что в способе определения количества биомассы в процессе культивирования, включающем измерение величины удельной продукции в процессе синтеза микроорганизмов и определение биомассы, согласно изобретению в начале процесса культивирования измеряют массу жидкой питательной средь 1 заданного объема Оь а в процессе синтеза измеряют массу культу- ральной жидкости того же объема 0; и количество образовавшейся биомассы определяют по Формулегпкж гцпс О где глж - измеренная масса культуральной жидкости объема О в процессе культивирования, кг;ел - измеренная масса питательной среды обьема Оь кг до лосева культуры;О - объем всей культуральной жидкости, м.Способ поясняется чертежом, на котором представлена одна из возможных установок для его реализации,Установка содержит прямоугольный бетонный бассейн 1, насос 2, объемный расходомер 3, массовый расходомер 4, трубопроводы 5, б для забора и возвращения замеряемой культуральной жидкости, причем насос 2 и расходомеры 3, 4 соединены последовательно,Способ реализуется следующим образом.После того как бассейн 1 заполнен питательной средой, например 04, и произошло ее растворение и распределение по всему объему жидкости, включают насос 2 и по обьемному расходомеру 3 прогоняют выбранный объем измеряемой удельной продукции Оь равный 1 мз, а по массовому рэсходомеру 4 определяют, что его масса ас равна, например, 1010 кг, Эта масса зависит от состава используемой воды и пи1717625 Формула изобретения 1150 - 1010 8 1120 15 1 пкж п 1 пс Составитель Г.БогачеваРедактор Л,Волкова Техред М.Моргентал Корректор И.Муск каз 853 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 м при ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 тательной среды. После введения в бассейн посевного материала, чтобы определить биомассу культуральной жидкости, например, через 3 дня, включают насос 2 и по объемному расходомеру 3 снова прогоняют 1 мз 5 культуральной жидкости, а по массовому расходомеру 4 определяют его массу, т.е. екж, которая, например, равна 1150 кг. Эта масса зависит от факторов, определяющих интенсивное размножение водорослей. За тем. используя формулу (1), производят вычисление образовавшейся за эти дни биомассы в на установке По этим данным, полученным с погрешностью не более +0.5%, за время менее 10 мин, используя имеющиеся таблицы, 20 можно сказать, что для данной высокоинтенсивной установки продуктивность на се.-. годняшний день составляет всего примерно 10 г/л сухого вещества в сутки и поэтому требуется повысить интенсивность освеще ния, перемешивания и обогащения углекйслым газом, чтобы поднять продуктивностьустановки до 15 - 18 г/л сухого вещества всутки. Способ определения количества биомассы в процессе культивирования, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения выхода биомассы и сокращения времени, измеряют массу жидкой питательной среды и культуральной жидкости заданного объема, а количество биомассы, образовавшейся в процессе культивирования, определяют по формуле где вж - измеренная масса культуральной жидкости объема 0 в процессе культивирования, кг;апс - измеренная масса питательной среды 0 до посева культуры, кг;0 - объем всей культуральной жидкости, м,