Способ регулирования процесса культивирования микроорганизмов

и .т тР,и 1 1 , " : .Р "с, с иьФъ ОП ИСАН Союз Советскик Социалистических Республик(51)М. Кл с присоединением заявки М " С 12 В 1/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именнок способам регулирования процессовкультивирования микроорганизмов. 5 Известен способ автоматического Управления процессом выращивания микроорганизмов в зависимости от тепловыделения, о величине которого судят по распределению температурного поля в культуральной жидкости 1 Е.Недостатком известного способа является его невысокая точность.Цель изобретения - повышение точ 15 ности способа. Поставленная цель достигается тсм,что в процессе культивирования в период экспоненциального роста микро Оорганизмов определяют угол наклонакривой зависимости термоэдс по времени, а величину тепловыделения рассчитывают по формулеЕ К сдС 25где Е - величинЗа тепловыделения,ккал/м,ч;К - коэффициент, характеризующийконструкцию Ферментера,ккал/мч; ЗО- угол наклона кривой изменения величины термоэдс к осивремени на диаграммной лентепотенциометра.На чертеже показан график зависи" мости тепловыделения от времени культивирования культуры.Способ осуществляют следующим образом.Между основанием Ферментера и те. мостатируемым теплообменником устанавливают тепломер,через который осуществлянРг отвод избытка тепла, выделившегося в ферментере в процессе культивирования микроорганизмов. При этом в чувствительном элементе тепло- мера возникает термоэдс, величина которой пропорциональна величине теплового потока, прошедшего через тепломер к теплообменнику. Величину термоэдс непрерывно фиксируют на диаграмной ленте самописца. Чем интенсивнее развивается культура, тем большее количество тепла выделяется иэ ферментера, проходит через тепломер, тем большая величина термоздс поступает на контрольно-измерительный прибор и тем больше сс - угол наклона кривой изменения величины термоэдс.В системе ступенчато изменяют ко-,личественно один из параметров, влияющих на интенсивность роста микроорганизмов, например подвод кислорода, и фиксируют на диаграмной лентесамописца через изменение термоэдс5изменение тепловыделений и по углунаклона изменения термоэдс судят овлиянии изменяемого параметра на интенсивность процесса.В случае возрастаний угла оС надиаграмной ленте потенциометра производят дальнейшее увеличение количества подаваемого кислорода.Если же дальнейшее увеличениерасхода кислорода приводит к снижениюили сохранению величины угла наклона 15д. на диаграмной ленте, то системувозвращают к предыдущему значению регулируемого параметра.Определив оптимальное значение поданному параметру, подбирают по следующему (например, химическому составу питательной среды, температуре,влажности и т.п,) и т.д.),Периодические изменения всех основных параметров, влияющих на интенсивность данного процесса, повторяют многократно до выявления такихзависимостей между ними, когда изменение любого из них не влечет за собой увеличения угла с,30Таким образом, подобранное соотношение исследованных параметров,при котором значение величины сС максимально, соответствует оптимальнымусловиям культивирования данного вида микроорганизмов. При этом величи- З 5на учитывает степень заполнения ферментера и позволяет результаты различных экспериментов делать сопоставимыми.П р и м е р, Теплоизолированный, 40снабженный теплометрическим устройством ферментер емкостью 3 л помещают в суховоздушный термостат, чтопозволяет использовать установкукак калориметр. Рабочую емкость ферментера подвергают химической и тепловой стерилизации, затем заполняют2,25 л питательной среды. Емкость закрывают крышкой и вторично подвергают тепловой стерилизации,50Затем охлажденную до 32,0 С емокость с питательной средойпомещаютв суховоздушный термостат, включаютмешалку и добиваются в калориметрической системе теплового равновесия.Доказательством этого является постоянство нулевого значения сигналас тепломера, установленного в основании емкости на ее внешней поверхности. В дальнейшем весь тепловой поток отводят только через тепломер. Впитательную среду рабочей емкости высеивают споровую культуру аэробногогриба Аьрег 911 ць и 9 ег и измеряютвеличину тепловыделения в процессе ее культивирования, при этом фиксируют показания тепломера на диаграмной ленте одноточечного потенциометра КСП.Температура культивирования гриба составляет 32,0 С.Интенсивность аэрации воздухом составляет 0,5 л/л мин,В течение первых двух часов культивирования культура находится в латентной фазе роста Тепловыделение при этом близко к О. Затем культура переходит к экапоненциальной фазе роста.В процессе экспоненциальной фазы роставеличивают интенсивность аэрации от 0,5 до 1,5 л/л мин, угол о 6 на кривой изменения тепловыделения возрастает, что свидетельствует о недостаточной аэрации культуры.Дальнейшее увеличение аэрации от 1,5 до 2 л/л мин и последующее снижение до 1,5 л/л мин не изменяет интенсивности образования тепла и биомассы,При интенсивности аэрации от 1,5до 2,5 л/л мин образуется максимальное количество биомассы, которое составляет 18,7 г/л сухих веществ.Таким образом, предлагаемый способпозволяет с достаточно высокой точностью определить необходимую величину расхода воздуха на аэрацию в однойемкости спустя 3,5 ч от начала эксперимента, вместо 12 емкостей и 72 ч,применяемых в соответствии с известным,Формула изобретенияСпособ регулирования процесса культивирования микроорганизмов по изменению величины тепловыделения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, о целью повышения точности в процессекультивирования в период экспоненциального роста микроорганизмов определяют угол наклона кривой зависимоститермоэдс по времени, а величину тепловыделения расчитывают по формулеЕ = К с 9,где Е - величина тепловыделения,ккал/мч;К - коэффициент, характеризующийконструкцию ферментера,ккал/м ч;4. - угол наклона кривой изменениявеличины термоэдс к оси времени на диаграмной ленте потенциометра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 424875, кл. С 12 В 1/08, 1974.787456 йули оставитель О. Великославинская "ЩЩ" Щиюж Подписноекомитета СССРи открытийкая 5 Зак ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, ЖРаушс илиал ППП "Патент , г. Ужго д, ул. Проектн