DD155329A1 - METHOD FOR REGULATING THE CULTIVATION OF MICRO-ORGANISMS - Google Patents

METHOD FOR REGULATING THE CULTIVATION OF MICRO-ORGANISMS Download PDF

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DD155329A1
DD155329A1 DD22023380A DD22023380A DD155329A1 DD 155329 A1 DD155329 A1 DD 155329A1 DD 22023380 A DD22023380 A DD 22023380A DD 22023380 A DD22023380 A DD 22023380A DD 155329 A1 DD155329 A1 DD 155329A1
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culture medium
concentration
phosphorus
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nutrient solution
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DD22023380A
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German (de)
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Dieter Bernhardt
Vladimir P Dibcov
Alfred N Grigorjan
Natalja V Osokina
Lev V Silantev
Christian Albrecht
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Adw Ddr
Wn Iisintesbelok
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Kultivierung von Mikroorganismen unter aeroben Bedingungen in einem waessrigen Kulturmedium, das ausser der Kohlenstoffquelle Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Eisen, Kupfer, Mangan und Zink enthaelt. Ziel der Erfindung ist es, durch Verwendung der Konzentration der im Kulturmedium enthaltenen Phosphationen als Regelgroesse, die Einhaltung eines bestimmten Phosphorkonzentrationssollwertes zu garantieren, wodurch der Kultivierungsprozess stabilisiert, der Aschegehalt der Biomasse gesenkt und die Menge der einzusetzenden Naehrsalze reduziert werden. Dabei sind der Sollwert der Phosphorkonzentration (vorzugsweise aus dem Bereich 20 bis 60 mg/l) vorzugeben und der Anteil der wesentlichen Elemente im Kulturmedium im Verhaeltnis zum Phosphor entsprechend ihren speziellen stoechiometrischen Verbrauchswerten so zu bemessen, dass der Phosphor als erstes Naehrelement limitiert. Die Erfindung kann auf Fermentationsprozesse mit oder ohne Fluessigkeitsrueckfuehrung unabhaengig vom eingesetzten Mikroorganismus, der verwendeten Kohlenstoffquelle und dem benutzten Fermentor angewendet werden.The invention relates to a method for controlling the cultivation of microorganisms under aerobic conditions in an aqueous culture medium containing, besides the carbon source, nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, iron, copper, manganese and zinc. The aim of the invention is, by using the concentration of the phosphate ions contained in the culture medium as a control, to ensure compliance with a certain phosphorus concentration setpoint, whereby the cultivation process stabilized, the ash content of the biomass lowered and the amount of nutrient salts to be used are reduced. In this case, the target value of the phosphorus concentration (preferably from the range 20 to 60 mg / l) and the proportion of the essential elements in the culture medium in relation to the phosphor according to their specific stoichiometric consumption values should be such that the phosphorus is the first Naehrelement limited. The invention can be applied to fermentation processes with or without liquid recirculation, independently of the microorganism used, the carbon source used and the fermenter used.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Regelung der Kultivierung von MikroorganismenMethod for regulating the cultivation of microorganisms

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft das Gebiet der mikrobiologischen Industrie, speziell Verfahren zur Regelung der Kultivierung von Mikroorganismen unter aeroben Bedingungen in einem wäßrigen Kulturmedium unabhängig von der Kohlenstoffquelle und dem Permentortyp. Sie gehört in die IPK C1;The invention relates to the field of the microbiological industry, especially to methods of controlling the cultivation of microorganisms under aerobic conditions in an aqueous culture medium independent of the carbon source and the type of per-menter. It belongs in the IPK C1;

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Verfahren zur Kultivierung von Mikroorganismen unter aeroben Bedingungen sind in großer Zahl bekannt. Dabei werden die unterschiedlichsten Kohlenstoffquellen, Mikroorganismen und Kultivierungsverfahren beschrieben (DE-OS 2 633 451, DD-PS 129 804, SU-US 452 236).Methods for cultivating microorganisms under aerobic conditions are known in large numbers. The various carbon sources, microorganisms and cultivation methods are described (DE-OS 2,633,451, DD-PS 129 804, SU-US 452 236).

Bekannt sind weiterhin konkrete Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung von Kultivierungsprozessen nach der Abgaszusammensetzung (DE-PS 1 080 048), nach der Temperatur des Fermentationsmediums (SU-US 506 611) sowie nach mehreren Parametern, wie z. B. Gasdurchsatz, Energieeintrag und Substratzufuhr (Jefferis, R, P.; Proc. Biochem. W (1975) 3, 15).Also known are concrete methods for controlling or regulating cultivation processes according to the exhaust gas composition (DE-PS 1 080 048), according to the temperature of the fermentation medium (SU-US 506 611) and according to several parameters, such. B. Gas throughput, energy input and substrate supply (Jefferis, R, P., Proc. Biochem W (1975) 3, 15).

Allen Verfahren gemeinsam ist die Notwendigkeit einer stabilen Versorgung der Mikroorganismen mit den zum Wachstum notwendigen Elementen. Dies wird erreicht durch Zuführung einer diese Elemente enthaltenden Nährlösung.Common to all methods is the need for stable supply of the microorganisms with the elements necessary for growth. This is achieved by supplying a nutrient solution containing these elements.

Zu dieser Problematik wird im SU-US 452 236 in Abhängigkeit von der Bioma3sekonzentration im Kulturmedium lediglich einIn SU-US 452 236, this problem is only a function of the bioma concentration in the culture medium

erforderlicher Konzentrationsbereich für die gesamte einzusetzende Nährlösung festgelegt, d. h. die Nährlösungsmenge wird relativ unabhängig vom tatsächlichen Nährstoffbedarf zugeführt.required concentration range for the whole nutrient solution to be used, d. H. the nutrient solution quantity is supplied relatively independently of the actual nutrient requirement.

Bei dem im SU-US 506 611 beanspruchten Verfahren werden zwar Substrat und Nährlösung in einem gemeinsamen Eingangsstrom in Abhängigkeit von der Fermentationstemperatur (also gleichzeitige produktivitätsabhängige Versorgung und Temperaturregelung) dosiert, aber da die Nährlösungskonzentration und -Zusammensetzung im Zulauf nicht betrachtet wird, läßt sich die vorliegende Aufgabenstellung damit nicht lösen. Außerdem ist prinzipbedingt das angegebene Verfahren nur auf kleine Laboranlagen mit flüssigen Substraten und für einen begrenzten Außentemperaturbereich anwendbar.In the method claimed in US Pat. No. 5,066,111, although the substrate and nutrient solution are metered in a common input stream as a function of the fermentation temperature (ie simultaneous productivity-dependent supply and temperature control), since the nutrient solution concentration and composition are not considered in the feed, the do not solve this task. In addition, in principle, the specified method is applicable only to small laboratory equipment with liquid substrates and for a limited outdoor temperature range.

In der DE-OS 2 323 416 werden zwar in sehr allgemeiner Weise Verfahren und Anordnungen zur Regelung und Analyse biochemischer Prozesse beansprucht, aber infolge der Allgemeinheit der Formulierungen wird in keinem Fall eine Anleitung zum technischen Handeln gegeben, sondern es werden lediglich globale Verfahrensprinzipien aufgelistet.Although in DE-OS 2,323,416 methods and arrangements for the regulation and analysis of biochemical processes are claimed in a very general manner, but as a result of the generality of the formulations, instructions for technical action are given in no case, but only global principles of procedure are listed.

Der Nachteil der genannten Verfahren liegt somit in der ungenauen Festlegung der Dosiermenge für die Nährlösung, da eine Überdosierung mit Nährlösung eine extrazelluläre Konzentration bestimmter Elemente (z. B. Kupfer) hervorrufen kann, die von lediglich unökonomischer Arbeitsweise über die Inhibierung des Wachstums bis zur Vergiftung der Mikroorganismen führen kann. Zwar werden mitunter für bestimmte Elemente zulässige Bereiche vorgegeben, innerhalb derer sich die Konzentration dieser Elemente in der Kulturflüssigkeit bewegen muß,The disadvantage of the mentioned methods thus lies in the inaccurate determination of the dosage amount for the nutrient solution, since overdosage with nutrient solution can cause an extracellular concentration of certain elements (eg copper), ranging from merely uneconomic operation via inhibition of growth to poisoning which can cause microorganisms. Although certain ranges are sometimes given within certain ranges within which the concentration of these elements in the culture fluid must move

3iO jedoch wird bei Über- oder Unter sehr ei tung der vorgegebenen Konzentrationsbereiche die Dosiermenge für die Nährlösung lediglich nach Erfahrungswerten reduziert oder erhöht, was um so schwieriger zu realisieren ist, je weiter der Kultivierungsprozeß vom stationären Zustand entfernt ist. Damit verbunden sind dann eine labile Prozeßführung, ein hoher Aschegehalt der Biomasse und ein zu hoher Rohstoffeinsatz bei der Nährlösung.3iO, however, the dosage amount for the nutrient solution is only reduced or increased according to empirical values when over or under very egg tion of the predetermined concentration ranges, which is the more difficult to realize the farther the cultivation process is away from the steady state. This is associated with a labile process control, a high ash content of the biomass and too high a raw material use in the nutrient solution.

In dem in der DE-PS 1 080 048 beanspruchten Verfahren wird zwar ebenfalls die Zufuhr der Nährlösung geregelt, aber die dort angegebene Erfindung läßt sich prinzipbedingt nur auf die Kultivierung von Backhefen anwenden, wo die Regelung aus dem Alkoholgehalt des Abgases ableitbar ist.In the method claimed in DE-PS 1 080 048, although the feed of the nutrient solution is likewise regulated, the invention specified therein can in principle only be applied to the cultivation of baker's yeast, where the regulation can be derived from the alcohol content of the waste gas.

Ziel der Erfindung;Aim of the invention;

Das Ziel der Erfindung besteht in der Gewährleistung einer solchen Nährstoffversorgung, die die Stabilität des Kultivierungsprozesses erhöht, den Rohstoffeinsatz senkt und den Aschegehalt der Biomasse reduziert.The object of the invention is to ensure such a nutrient supply, which increases the stability of the cultivation process, lowers the use of raw materials and reduces the ash content of the biomass.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung eines dafür geeigneten Bestandteiles der Nährlösung als Regelgröße zu einem Verfahren zu gelangen, das eine dem jeweiligen Prozeßzustand angepaßte Nährlösungsdosierung garantiert.The object of the invention is to use a suitable ingredient of the nutrient solution as a controlled variable to arrive at a process that guarantees a nutrient solution dosage adapted to the respective process state.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Regelung realisiert wird, bei der die Konzentration des im Kulturmedium enthaltenen Phosphors Cj-p (t) die Regelgröße und der Sollwert des Nährlösungsdurchsatzes V^t die Stellgröße darstel- len. Die Konzentration Стр (t) wird dabei mittels bekannter Verfahren bestimmt· Die anderen für den Kultivierungsprozeß notwendigen Elemente der Nährlösung sind entsprechend den speziellen stöchiometrischen Verbrauchswerten im Verhältnis zum Phosphor so bemessen, daß gewährleistet wird, daß die erste auftretende Nährsalzlimitation eine Phosphorlimitation ist.This object is achieved by realizing a control in which the concentration of the phosphor Cj-p (t) contained in the culture medium represents the controlled variable and the desired value of the nutrient solution throughput Vtt constitute the manipulated variable. The concentration Стр (t) is thereby determined by means of known methods. The other elements of the nutrient solution necessary for the cultivation process are dimensioned according to the specific stoichiometric consumption values in relation to the phosphor, so as to ensure that the first occurring nutrient salt limitation is a phosphor limit.

Zur Ableitung des Regelgesetzes und somit zur Bestimmung des notwendigen Nährlösungsdurchsatzes wird die Phosphorbilanz des Prozesses aufgestellt. Pur die Regelgröße Cj-n (t) wird ein Sollwert Отъа vorgegeben. Setzt man voraus, daß die V/erte der Phosphorkonzentration C-rp (t) und der Produktivität χ der Mikroorganismen in Zeitabständen Δ-t ermittelt werden und die aktuellen Werte zum Zeitpunkt t = t vorliegen, so läßt sich aus der Differenz zwischen dem Augenblickswert Cvp (t ) undThe phosphorus balance of the process is established to derive the regulatory law and thus to determine the necessary nutrient solution throughput. For the controlled variable Cj-n (t), a setpoint Отъа is specified. Assuming that the values of the phosphorus concentration C-rp (t) and the productivity χ of the microorganisms are determined at intervals Δt and the actual values are present at the time t = t, the difference between the instantaneous value can be determined Cvp (t) and

dem Sollwert Cj^ß unter Verwendung der Phosphorbilanzgleichung der Sollwert der Nährlösungsmenge/Zeiteinheit V^t so bemessen, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt t = t^ (t-j > tQ) die Phosphorkonzentration Cj1P (t) den Sollwert С-у^ erreicht. Wäre dieser Zeitpunkt t- identisch mit dem nächsten Meßzeitpunkt t β t + Δ t, so wären ein starkes Überschwingen der Regelgröße und somit ein unruhiges Prozeßregime die Folge. Aus diesem Grund wird zum Zwecke der Glättung ein Zeitpuffer к · Δ t vorgegeben, wobei k/eine feste, frei wählbare Zahl ist (zweck-the target value Cj ^ ß using the phosphorus balance equation of the target value of the broth volume / time unit V ^ t such that at a certain time t = t ^ (tj> t Q), the phosphorus concentration Cj 1 P (t) the setpoint С-у ^ reached. If this time t - identical to the next measurement time t β t + Δ t, then a strong overshoot of the controlled variable and thus a restless process regime would result. For this reason, for the purpose of smoothing, a time buffer к · Δ t is given, where k / is a fixed, freely selectable number (useful

XO mäßig ist к я 2 oder к = 3 zu wählen), womit der Zeitpunkt t^ zu t- β t + к · Δι festgelegt ist« Die konkrete Berechnung der Stellgröße V^ erfolgt in Abhängigkeit vom Zeitverhalten des unbegasten Fermentationsvolumens Vp, der Verweilzeit tr und der Produktivität &. XO is moderate к я 2 or к = 3 to choose), whereby the time t ^ is set to t- β t + к · Δι «The concrete calculation of the manipulated variable V ^ is a function of the time behavior of the unbegastened fermentation volume Vp, the residence time tr and productivity &.

Unter den VoraussetzungenUnder the conditions

- die mittlere Verweilzeit T wird als konstant in /*t , t +- the mean residence time T is considered constant in / * t, t +

At7 angenommen,At7 accepted,

- die Produktivität ist annähernd konstant in /*tQ, tQ + &tj,the productivity is approximately constant in / * t Q , t Q + & tj ,

- das Permentationsvolumen Vp ist konstant in /*to> t + At/ SO ergibt sich z. B. der Sollwert der Nährlösungsmenge/Zeiteinheit Vj1T aus der Phosphorbilanz zu- The volume of perforation Vp is constant in / * t o > t + At / SO results z. B. the setpoint of nutrient solution amount / time unit Vj 1 T from the phosphor balance

- CLP (V- C LP ( v

t + кt + к

Dabei haben die bisher nicht verwendeten Symbole folgende Be deutung: PlJL - spezifischer Phosphorgehalt der Nährlösung (mg/1)The symbols not used previously have the following meaning: PlJL-specific phosphorus content of the nutrient solution (mg / l)

OtE ~ stöchiometrischer Verbrauchswert (kg P/kg Biomasse) Diese Dosierung wird nur für das Zeitintervall &t aufrechterhalten und bei Vorliegen der neuen Meßwerte (zum Zeitpunkt t.j = tQ + At) neu berechnet, wobei dann die Konzentration CLP ^^ bezüglich des Intervalls /*t^, t^ + к . Δ t/ geregelt und der neu ermittelte Sollwert für das Zeitintervall /"t», t.j + AiJ aufrechterhalten wird.OtE stoichiometric consumption value (kg P / kg biomass) This dosage is maintained only for the time interval & t and recalculated when the new measured values are present (at time tj = t Q + At), in which case the concentration C LP ^^ with respect to the interval / * t ^, t ^ + к. Δt / regulated and the newly determined setpoint for the time interval / "t», tj + AiJ is maintained.

Unter Verwendung anderer Voraussetzungen (z. B. zeitliche Änderung des Fermentationsvolumens) ergeben sich zwar andere V/erte für ν,,-γ, eine Veränderung des Prinzips folgt daraus nicht.Using other prerequisites (eg temporal change of the fermentation volume) results in other values for ν ,, - γ, a change in the principle does not follow.

Das Verfahren kann außerdem auch auf Fermentationsprozesse mit einer teilweisen Rückführung der flüssigen Phase angewendet v/erden, wobei die dann vorhandene Eingangskonzentration der Biomasse und der veränderte Phosphorzulauf zu berücksichtigen sind, jedoch ergeben sich auch hier keine prinzipiellen Änderungen.The method may also be applied to fermentation processes with partial recycling of the liquid phase, taking into account the initial input concentration of the biomass and the altered phosphorus input, but here again there are no fundamental changes.

Mit der erfindungsgemäßen Dosierung der Nährlösung wird die Konzentration des im Kulturmedium gelösten Phosphors in enger Umgebung des Sollwertes gehalten· Damit ist eine stabile Prozeßführung möglich, durch die Vorgabe eines geringen SoIlwertes C^pg (zweckmäßig aus dem Bereich 20 bis 60 mg/1) werden der Aschegehalt der Biomasse reduziert und die Nährlösung und somit die Rohstoffe bedarfsgerecht ohne Überschuß eingesetztWith the dosage of the nutrient solution according to the invention, the concentration of phosphorus dissolved in the culture medium is maintained in the vicinity of the desired value. This makes stable process control possible by prescribing a low solubility value C pg (suitably from 20 to 60 mg / l) The ash content of the biomass is reduced and the nutrient solution and thus the raw materials used as needed without excess

Die erfindungsgemäße Verstellung des Sollwertes für den Nährlösungsdtirchsatz kann sowohl mittels Prozeßrechner als auch von Hand durch den Menschen unter Verwendung von Tabellen oder Nomogr armen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorschrift erstellt werden, erfolgen. Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert: The inventive adjustment of the setpoint for the Nährlösungsdurchchsatz can both by means of process computers as well as by hand by humans using tables or nomogr arms, which are created using the provision of the invention, take place. The invention is illustrated by the following examples:

Beispiel 1example 1

In einem kontinuierlich arbeitenden Rührkesselfermentor wurde der Bakterienstamm GB 21 - IMET B 385 auf Methan gezüchtet. Die Fermentationsparameter waren:In a continuous stirred tank fermentor, the bacterial strain GB 21 - IMET B 385 was grown on methane. The fermentation parameters were:

Verweilzeit:dwell time: 6 h6 h Temperatur:Temperature: 38 0C38 0 C pH-Wert:PH value: 5,55.5 Unbegastes Füllvolumen:Ungasasted filling volume: 0,1 m3 0.1 m 3 Rührerdrehzahl:stirrer speed: 1000 U/min1000 rpm Druck:Print: 1 ... 4 at1 ... 4 at Produktivität:Productivity: 1,3 ... 5,8 kg/nAi1.3 ... 5.8 kg / nAi

Das Konzentrat der mineralischen Nährlösung enthielt pro LiterThe concentrate of the mineral nutrient solution contained per liter

90 ml H3PO4 (85 %) 40 ml KOH (50 %) 66,7 g MgSO4 . 7H2O 4,48 g PeSO4 . 7H2O 3,65 g MnSO4 . 4H2O 2,58 g H3BO3 90 ml H 3 PO 4 (85%) 40 ml KOH (50 %) 66.7 g MgSO 4 . 7H 2 O 4.48 g PeSO 4 . 7H 2 O 3.65 g MnSO 4 . 4H 2 O 2.58 g H 3 BO 3

sowie die Spurenelemente Molybdän, Chrom, Nickel, Aluminium, Kalzium, Kobalt, Kupfer und Zink in ausreichender Menge.and the trace elements molybdenum, chromium, nickel, aluminum, calcium, cobalt, copper and zinc in sufficient quantity.

Pur den Versuch wurden 5 1 Konzentrat mit Wasser auf 100 1 aufgefüllt, so daß sich ein spezifischer Phosphorgehalt von %L = 2»°42 S/l ergab.Purely the experiment, 5 l of concentrate were made up with water to 100 l, so that a specific phosphorus content of% L = 2 »° 4 2 S / l resulted.

Die weiteren Parameter waren:The other parameters were:

At= 30 min, к = 3At = 30 min, к = 3

Sollwert CjjLs = 30 mg/1 (vorgegeben).Setpoint CjjLs = 30 mg / 1 (default).

In Langzeitversuchen konnte durch die erfindungsgemäße Dosierung der Nährlösung die Konzentration des gelösten Phosphors im Bereich von 15 ·.· 50 mg/1 gehalten werden, wobei 85,8 % In long-term experiments, the dosage of the nutrient solution according to the invention enabled the concentration of dissolved phosphorus to be kept in the range of 15 × 50 mg / l, with 85.8 %

BO aller Y/erte im Bereich 20 ... 40 mg/1 lagen.BO of all yrs ranged from 20 to 40 mg / l.

Ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schwankte der Wert der Phosphorkonzentration in diesem Zeitraum zwischen 0 ... 180 mg/1.Without using the method according to the invention, the value of the phosphorus concentration in this period varied between 0 and 180 mg / l.

Beispiel 2Example 2

In einem kontinuierlich arbeitenden Rührkesselfermentor wurde der Bakterienstamm MB 58 - IMET B 346 auf Methanol gezüchtet.In a continuous stirred tank fermentor, the bacterial strain MB 58 - IMET B 346 was grown on methanol.

Die Permentationsparameter waren:The permentation parameters were:

Verweilzeit: 7hResidence time: 7h

Temperatur: 32 0CTemperature: 32 ° C

pH-Wert: 4,0pH value: 4.0

Unbegastes Püllvolumen: 0,1 m^Ungasasted volume: 0.1 m ^

Rührerdrehzahl: 1000 U/minStirrer speed: 1000 rpm

Druck: 2,5 atPressure: 2.5 at

Produktivität: 3,5 - 4,5 kg/іЛProductivity: 3,5 - 4,5 kg / іЛ

Das Konzentrat der mineralischen Nährlösung enthielt pro LiterThe concentrate of the mineral nutrient solution contained per liter

75 ml H3PO4 (85 %) 75 ml H 3 PO 4 (85 %)

53,2 ml KOH (50 %)53.2 ml of KOH (50%)

60,82 g MgSO4 . 7H2O60.82 g of MgSO 4 . 7H 2 O

2.1 g PeSO4 . 7H2O 1,14 g MnSO4 . 5H2O2.1 g of PeSO 4 . 7H 2 O 1.14 g MnSO 4 . 5H 2 O

1.02 g H3BO3 1.02 g H 3 BO 3

sowie die Spurenelemente Molybdän, Kobalt, Kupfer und Zink in ausreichender Menge.and the trace elements molybdenum, cobalt, copper and zinc in sufficient quantity.

Für den Versuch wurden 10 1 Konzentrat mit V/asser auf 100 aufgefüllt, so daß sich ein spezifischer Phosphorgehalt von PHL = 3'4 ^1 erSab· Die weiteren Parameter waren At » 1 h, к « 3 Sollwert CjjLg= 40 mg/1 (vorgegeben).For the experiment, 10 1 concentrate with V / ater was brought up to 100, so that a specific phosphorus content of P HL = 3 '4 ^ 1 er S from · The other parameters were At »1 h, к" 3 setpoint CjjLg = 40 mg / 1 (specified).

In einem Langzeitversuch lag zu Beginn der erfindungsgemäßen Dosierung ein Wert von C^ s HO mg/1 vor.In a long-term experiment was at the beginning of the dosage according to the invention a value of C ^ s HO mg / 1 before.

Innerhalb von 3 Stunden wurde die Umgebung des Sollwertes (40 mg/1) erreicht und von da an so gehalten, daß im Versuchszeiträum 95,8 % aller Werte im Bereich 20 ... 60 mg/1 und 72,9 % aller Werte im Bereich 30 ... 50 mg/1 lagen.Within 3 hours, the environment of the target value (40 mg / l) was reached and from then on held in the test period 95.8 % of all values in the range 20 ... 60 mg / 1 and 72.9 % of all values in Range 30 ... 50 mg / 1.

Ohne Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schwankte die Konzentration des gelösten Phosphors im Kulturmedium im Bereich 0 ... 145 mg/1·Without using the method according to the invention, the concentration of dissolved phosphorus in the culture medium fluctuated in the range 0 ... 145 mg / l ·

Claims (3)

Patentanspruchclaim 1. Verfahren zur Regelung der Kultivierung von ЖкгоOrganismen unter aeroben Bedingungen in einem wäßrigen Kulturmedium, das außer der Kohlenstoffquelle die für das Wachstum notwendigen Elemente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des im Kulturmedium enthaltenen Phosphors als Regelgröße verwendet wird, die für das Wachstum notwendigen Elemente entsprechend ihren speziellen stöchiometrischen Verbrauchswerten dem Kulturmedium zugesetzt werden und im Verhältnis zum Phosphor so bemessen sind, daß die erste auftretende Nährsalzlimitation eine Phosphorlimitatioii ist und die zu dosierende Nährlösungsmenge aus der Phosphorbilanzgleichung unter Vorgabe der Prozeßparameter und des Sollwertes der Regelgröße so ermittelt wird, daß nach Ablauf einer der Glättung dienenden Pufferzeit die Konzentration des im Hährmedium enthaltenen Phosphors den vorgegebenen Sollwert erreicht, wobei die Pufferzeit ein vorgebbares Vielfaches der Abtastintervallbreite der Phosphorkonzentrationsmessung ist.1. A method for controlling the cultivation of гкгоOrganismen under aerobic conditions in an aqueous culture medium containing, besides the carbon source necessary for growth elements, characterized in that the concentration of phosphorus contained in the culture medium is used as a controlled variable necessary for growth Elements are added according to their specific stoichiometric consumption of the culture medium and are measured in relation to the phosphor so that the first Nährsalzlimitation occurring is a Phosphorlimitatioii and the nutrient solution to be dosed from the Phosphorbilanzgleichung under specification of the process parameters and the setpoint of the controlled variable is determined so that Expiration of a smoothing serving buffer time, the concentration of phosphorus contained in Hährmedium reaches the predetermined setpoint, wherein the buffering time a predetermined multiple of the sampling interval width of Pho Sphorkonzentrationsmessung is. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Konzentration des im Kulturmedium enthaltenen Phosphors im Bereich von 20 bis 60 mg/1 eingestellt wird.2. The method according to item 1, characterized in that the desired value of the concentration of phosphorus contained in the culture medium in the range of 20 to 60 mg / 1 is set. 3· Verfahren nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abtrennung der Biomasse aus dem Fermentationsmedium eine teilweise Rückführung der wäßrigen Phase in den Permentor erfolgt.3 · Method according to points 1 and 2, characterized in that after separation of the biomass from the fermentation medium, a partial recycling of the aqueous phase takes place in the permentor.
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