DD256149A1 - METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION Download PDFInfo
- Publication number
- DD256149A1 DD256149A1 DD29443286A DD29443286A DD256149A1 DD 256149 A1 DD256149 A1 DD 256149A1 DD 29443286 A DD29443286 A DD 29443286A DD 29443286 A DD29443286 A DD 29443286A DD 256149 A1 DD256149 A1 DD 256149A1
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- oxygen concentration
- culture medium
- value
- dissolved oxygen
- fermentation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Geloest-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium einer zugefuetterten Fermentation beschrieben. Ziel der Erfindung ist die Vermeidung von Sauerstofflimitation waehrend der gesamten Fermentation, insbesondere bei der Produktion hoher Biomassekonzentrationen. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemaess in der Regelung der Geloest-Sauerstoff-Konzentration und wird ueber die Zufuetterung von Naehrsubstrat geloest. Der Vorteil der Erfindung besteht in der Stetigkeit der Naehrsubstratzufuetterung und der daraus resultierenden Kontinuitaet des Stoffwechsels der Kultur.A method and a device for controlling the geloest oxygen concentration in the culture medium of a fermentation fed in are described. The aim of the invention is the avoidance of oxygen limitation during the entire fermentation, in particular in the production of high biomass concentrations. Accordingly, the object of the invention is the control of the geloest oxygen concentration and is achieved via the feeding of nutrient substrate. The advantage of the invention consists in the continuity of Naehrsubstratzufuetterung and the resulting continuity of the metabolism of the culture.
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zugefütterten, aeroben Fermentation und ist anwendbar in der mikrobiologischen Forschung und Industrie sowie bei der Abwasserbehandlung.The invention relates to a method and a device for fed, aerobic fermentation and is applicable in microbiological research and industry and in wastewater treatment.
Bei verschiedenen Fermentationsprozessen ist die Einhaltung einer bestimmten Gelöst-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium erforderlich. Diese verläuft im Allgemeinen abfallend mit wachsender Biomassekonzentration.In various fermentation processes, it is necessary to maintain a certain dissolved oxygen concentration in the culture medium. This is generally declining with increasing biomass concentration.
Dem Stand der Technik entsprechen Verfahren zur Regelung der Sauerstoffkonzentration im Kulturmedium durch Veränderung der Sauerstoffeintragsleistung des Fermentors /P. Präve u. a., Handbuch der Biotechnologie, R. Oldenburg-Verlag, München,The prior art has procedures for controlling the oxygen concentration in the culture medium by changing the oxygen input of the fermentor / P. Präve u. a., Handbook of Biotechnology, R. Oldenburg-Verlag, Munich,
Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß dabei primär Parameter wie Rührerdrehzahl, Belüftungsrate, Fermentordruck usw. verstellt und sekundär Größen wie Scherbelastung, Mischverhalten, Gas-Hold-Up, Schaumniveau usw. verändert werden müssen, was aus Verfahrens- oder reaktortechnischen Gründen nicht erwünscht oder begrenzt sein kann.The disadvantage of this method is that primarily parameters such as stirrer speed, aeration rate, fermenter pressure, etc. adjusted and secondary variables such as shear stress, mixing behavior, gas hold-up, foam level, etc. must be changed, which is not desirable for process or reactor reasons or may be limited.
Es ist bekannt, daß bei Limitation essentieller Substrate ein rascher Anstieg der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium erfolgen kann /siehe z. B. DD-PS 206493/. Es sind Verfahren zur Steuerung der Substratzufütterung bekannt, wobei der Substratzulauf in Abhängigkeit von der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium oder in der Abluft erfolgt /vgl. US-PS 3,384,553 und CH-PS 595441/. Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur aeroben Kultivierung, wobei das Substrat, speziell eine Kohlenstoffquelle, dann zugefüttert wird, wenn dieGelöst-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium um einen bestimmten Betrag innerhalb einer bestimmten Zeit ansteigt /DE-OS 2546236/.It is known that when limiting essential substrates a rapid increase of the dissolved oxygen concentration in the culture medium can take place / see, for. B. DD-PS 206493 /. Methods are known for controlling the substrate feeding, wherein the substrate feed takes place as a function of the dissolved oxygen concentration in the culture medium or in the exhaust air / cf. US-PS 3,384,553 and CH-PS 595441 /. Also known is a method for aerobic cultivation, wherein the substrate, especially a carbon source, is then fed when the dissolved oxygen concentration in the culture medium increases by a certain amount within a certain time / DE-OS 2546236 /.
Der wesentliche Nachteil der genannten Verfahren besteht in der periodischen und physiologisch wirksamen Unterbrechung der Nährsubstratzufütterung.The main disadvantage of the mentioned methods consists in the periodic and physiologically effective interruption of nutrient substrate feeding.
Der Anstieg der Sauerstoffkonzentration, welcher die Zugabe von Substrat auslöst, erfolgt erst bei praktisch vollständiger Auszehrung dieses Substrates. Nach Beginn der Zugabe vergeht eine bestimmte Zeit bis zum Wiedereinsetzen des Stoffwechsels. Danach kommt es zu einem unkontrollierbaren Absinken der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration, bis die zugesetzte Nährstoff menge verbraucht ist.The increase in the oxygen concentration, which triggers the addition of substrate, takes place only when virtually all of this substrate is consumed. After the beginning of the addition, a certain time passes until the metabolism is restored. Thereafter, there is an uncontrollable decrease in the dissolved oxygen concentration until the added amount of nutrients is consumed.
Diese periodische Störung des Gleichgewichtszustandes der mikrobiologischen Kultur kann Wachstumshemmung, Stoffwechselinstabilität und die Produktion unerwünschter Metabolite zur Folge haben./Pirt S. J., Principles of microbe and cell cultivation, Blackwell Scientifice 1975/.This periodic disturbance of the equilibrium state of the microbiological culture may result in growth inhibition, metabolic instability, and the production of undesirable metabolites./Pirt S.J., Principles of microbe and cell cultivation, Blackwell Scientifice 1975 /.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Führung von Fermentationsprozessen unter Ausschluß von Sauerstofflimitation zur Erzeugung hoher Biomassen.The object of the invention is to carry out fermentation processes with the exclusion of oxygen limitation for the production of high biomass.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu beschreiben, womit die Regelung der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration vorgenommen werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß dem Kulturmedium eine begrenzte Menge Nährsubstrat einmalig oder schrittweise zugesetzt wird, welche von der mikrobiologischen Kultur verbraucht ist, bevor im Kulturmedium Sauerstofflimitation auftritt, und daß danach die Zufütterung von weiterem Nährsubstrat durch stetige Zudosierung erfolgt, wobei allein durch Variation der Zuflußrate ein beliebiger Wert der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration innerhalb eines bestimmten Bereiches, vorzugsweise 10% bis 60% der relativen Sauerstoff-Sättigungskonzentration, eingestellt und konstantgehalten wird. Zur Realisierung des Verfahrens wird die Fermentation in zwei Phasen geteilt. Die erste Phase der Kultivierung dient dem Anwachsen der mikrobiologischen Kultur sowie der Einleitung eines quasistationären Kultivierungszustandes in der zweiten Phase. Sie ist gekennzeichnet durch einen Überschuß an Nährsubstrat und ein Absinken der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration im Kulturmedium. Das Absinken der Sauerstoffkonzentration wird ggf. durch Anheben der Sauerstoffeintragsleistung verzögert, z. B. durch Erhöhung der Rührerdrehzahl in den gegebenen Grenzen. Die einmalige oder schrittweise Zugabe von Nährsubstrat in der ersteh Phase wird so bemessen, daß die insgesamt zugesetzte Menge verbraucht ist, bevor die Sauerstoffkonzentration unter einen für die Kultivierung kritischen Wert absinkt. Der Zeitpunkt des Verbrauches wird angezeigt durch einen schnellen Anstieg der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration oder die rasche Änderung anderer Prozeßgrößen wie pH-Wert, CO2-Bildung u.a.. An diesem Punkt beginnt mit der stetigen Zufütterung von Nährsubstrat die zweite, quasistationäre Phase der Kultivierung. Je größer dabei die pro Zeiteinheit in das Kulturmedium geförderte Nährsubstratmenge ist, umso niedriger wird die Gelöst-Sauerstoff-Konzentration — und umgekehrt. Unter stetiger Zufütterung wird verstanden, daß keine physiologisch wirksame Unterbrechung der Nährsubstratzufütterung auftritt.The object of the invention is to describe a method and a device suitable for carrying out the method, with which the control of the dissolved oxygen concentration can be carried out. According to the invention the object is achieved in that a limited amount of nutrient substrate is added to the culture medium once or stepwise, which is consumed by the microbiological culture before occurring in the culture medium oxygen imitation, and that then the feeding of further nutrient substrate by continuous metering takes place, alone by Variation of the inflow rate Any value of the dissolved oxygen concentration within a certain range, preferably 10% to 60% of the relative oxygen saturation concentration, adjusted and kept constant. To realize the process, the fermentation is divided into two phases. The first phase of cultivation serves to increase the microbiological culture and initiate a quasi-stationary cultivation state in the second phase. It is characterized by an excess of nutrient substrate and a decrease in the dissolved oxygen concentration in the culture medium. The decrease in the oxygen concentration is possibly delayed by increasing the oxygen input power, z. B. by increasing the stirrer speed in the given limits. The one-time or incremental addition of nutrient substrate in the first phase is such that the total amount added is consumed before the oxygen concentration falls below a critical level for cultivation. The time of consumption is indicated by a rapid increase in the dissolved oxygen concentration or the rapid change of other process variables such as pH, CO 2 formation, among others. At this point, with the steady addition of nutrient substrate, the second, quasi-stationary phase of cultivation begins. The greater the amount of nutrient substrate conveyed into the culture medium per unit time, the lower the dissolved oxygen concentration - and vice versa. Under continuous feeding is understood that no physiologically effective interruption of the Nährsubstrattufütterung occurs.
Die Konzentration des zugefütterten Nährsubstrates im Kulturmedium befindet sich auf einem Wert nahe Null, das bedeutet, daß es vollständig verbraucht wird.The concentration of the fed nutrient substrate in the culture medium is at a value close to zero, which means that it is completely consumed.
Es wurde festgestellt, daß innerhalb der zweiten Kultivierungsphase eine Verdopplung bis Verdreifachung der Biomasse stattfinden kann.It has been found that within the second cultivation phase a doubling to triplication of the biomass can take place.
Zur Sollwertführung der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration in der zweiten Phase dient die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Stetigkeit des Substratzuflusses wird durch ein lineares Regelprinzip realisiert. Das Regelprinzip beruht auf der kontinuierlichen Subtraktion des Sollwertes vom Istwert der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration und der Steuerung der Substratzuflußrate gemäß der erhaltenen Differenz. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält den Fermentor mit einer Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Messung der Gelöst-Saüerstoff-Konzentration im Kulturmedium, einen Subtrahierer, einen Sollwertgenerator, einen Regelverstärker, eine Dosiereinrichtung mit stetig verstellbarer Förderrate sowie das Vorratsgefäß für das zugefütterte Substrat. Das vom Substrahierer gebildete Differenzsignal gelangt über den Regelverstärker auf den Steuereingang der angeschlossenen Dosiereinrichtung, welche das Substrat vomVorratsgefäß in den Fermenter fördert.To setpoint the dissolved oxygen concentration in the second phase, the device of the invention is used. The continuity of the substrate inflow is realized by a linear control principle. The control principle is based on the continuous subtraction of the setpoint value from the actual value of the dissolved oxygen concentration and the control of the substrate inflow rate according to the difference obtained. The device according to the invention comprises the fermenter with a measuring device for the continuous measurement of the dissolved acid concentration in the culture medium, a subtractor, a set value generator, a control amplifier, a metering device with a continuously adjustable delivery rate and the storage container for the fed substrate. The differential signal formed by the subtractor passes via the control amplifier to the control input of the connected metering device, which conveys the substrate from the storage vessel into the fermenter.
Der Regelverstärker besteht im einfachsten Falle aus einem Proportionalverstärker, so daß die Substratzuflußrate um so größer ist, je größer die Differenz von Ist- und Sollwert ist. Zur Kompensation von Instabilitäten der Regelung, welche resultieren können aus Verzögerungs- und Totzeiten sowie Nichtlinearität des geregelten Systems, kann der Regelverstärker weitere Komponenten enthalten. Als Beispiel seien genannt integrierende und differenzierende Übertragungsglieder, welche dem zeitlichen Integral sowie der Änderungsgeschwindigkeit der Soll-Istwert-Differenz entsprechende Signale erzeugen und diese dem proportionalen Steuersignal nach dem Prinzip der Superposition überlagern.The control amplifier consists in the simplest case of a proportional amplifier, so that the substrate inflow rate is greater, the greater the difference between the actual and setpoint. To compensate for instabilities of the control, which may result from delay and dead times as well as non-linearity of the controlled system, the control amplifier may contain other components. As an example may be mentioned integrating and differentiating transfer elements which generate the temporal integral and the rate of change of the target-actual value difference corresponding signals and superimpose these the proportional control signal according to the principle of superposition.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere in der Führung der Gelöst-Sauerstoff-Konzentration auf einem vorwählbarem konstanten Wert, ohne Unterbrechung der Nährsubstratzufuhr. Die dadurch erzielbare Kontinuität des mikrobiologischen Stoffwechsels wirkt sich außerordentlich günstig auf die Produktion großer Biomassekonzentrationen im Kulturmedium aus.The advantage of the invention is in particular in the guidance of the dissolved oxygen concentration to a preselectable constant value, without interrupting the Nährsubstratzufuhr. The resulting continuity of the microbiological metabolism has an extremely favorable effect on the production of large biomass concentrations in the culture medium.
An Ausführungsbeispielen sollen das Verfahren und die Vorrichtung näher beschrieben werden. Es zeigt die Fig. ein Blockschema einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung.In embodiments, the method and the device will be described in more detail. The figures show a block diagram of a device suitable for carrying out the method.
Im30l-Fermentorwird Escherichia coli bei einer Temperatur von 29°C und einem pH-Wert von 7,0 kultiviert. Das Kulturmedium enthält Mineralsalze, Spurenelemente und Glucose in wäßriger Lösung.In the 30 L fermentor, Escherichia coli is cultured at a temperature of 29 ° C and a pH of 7.0. The culture medium contains mineral salts, trace elements and glucose in aqueous solution.
Die in der ersten Kultivierungsphase zugesetzte Menge an Glucose von insgesamt 75g je Liter Kulturlösung führt zu einer Biomassekonzentration von ungefähr 30g/l (Biotrockenmasse), bei der im Fermentor Sauerstofflimitation auftritt. Bei dieser Zelldichte und gleichzeitig maximalem Sauerstoff ei nt rag erreicht die Gelöst-Sauerstoff-Konzentration einen Wert von 20% der relativen Sauerstoff-Sättigungskonzentration (pOvWert). Dieser Wert soll nicht unterschritten werden, damit der Stoffwechsel streng aerob verläuft. Die maximale Sauerstoffeintragsleistung ist bestimmt durch die Verfahrens- und reaktortechnischen Höchstwerte von Belüftung (181/minS, Fermentor-Überdruck (7OkPa) und Rührerdrehzahl (1 000 rpm). In Tafel 1 sind einige wichtige Kultivierungsparameter zu markanten Zeitpunkten dargestellt.The total amount of glucose added in the first cultivation phase of 75 g per liter of culture solution leads to a biomass concentration of approximately 30 g / l (dry biomass), in which oxygen limitation occurs in the fermentor. At this cell density and at the same time maximum oxygen, the dissolved oxygen concentration reaches a value of 20% of the relative oxygen saturation concentration (pOv value). This value should not be undershot so that the metabolism is strictly aerobic. The maximum oxygen input is determined by the process and reactor maximum values of aeration (181 / minS, fermentor overpressure (7OkPa), and stirrer speed (1,000 rpm). Table 1 shows some important cultivation parameters at significant times.
Zu Beginn der Fermentation (O.Stunde) werden zwei Drittel, zur 16. Kultivierungsstunde der Rest der oben genannten Glucosemenge zugesetzt. Nach dem Anwachsen der Kultur beginnt etwa ab der 10. Stunde der pC>2-Wert deutlich abzufallen und erreicht zur 16. Stunde die Schwelle von 20%. Danach wird zunächst durch langsame Steigerung der Rührerdrehzahl dieser Wert konstantgehalten.At the beginning of the fermentation (O.Stunde) two-thirds, added at the 16th cultivation hour, the remainder of the above-mentioned amount of glucose. After the growth of the culture, the pC> 2 value begins to decrease significantly from about the 10th hour and reaches the threshold of 20% at the 16th hour. Thereafter, this value is kept constant by slowly increasing the stirrer speed.
Zwischen der 19. und 20. Stunde erreicht die Drehzahl ihr Maximum. Damit ist auch der Sauerstoffeintrag auf dem verfahrenstechnischen Höchstwert angelangt und kann nicht weiter gesteigert werden. Demzufolge beginnt der pO2-Wert unter die Schwelle von 20% abzufallen. Kurze Zeit darauf ist die Glucose im Kulturmedium verbraucht, der pOvWert steigt innerhalb weniger Minuten von 15 auf 80% an.Between the 19th and 20th hour, the speed reaches its maximum. Thus, the oxygen input has reached the procedural maximum and can not be further increased. As a result, the pO 2 value begins to drop below the threshold of 20%. Shortly thereafter, the glucose is consumed in the culture medium, the pOv value increases within 15 minutes from 15 to 80%.
Hier beginnt die zweite Phase der Fermentation.Here begins the second phase of the fermentation.
Der pO2-Wert wird nun durch stetige Zufütterung von Glucoselösung auf einem Sollwert von 20% konstantgehalten.The pO 2 value is now kept constant at a nominal value of 20% by continuous addition of glucose solution.
Die dazu verwendete Vorrichtung gemäß Figur enthält den Fermentor 1 mit einer Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Messung des pO2-Wertes im Kulturmedium. Die Meßeinrichtung 2 besteht aus einer amperometrischen Gelöst-Sauerstoff-Elektrode und dem zugehörigen Meßverstärker. Das von der Meßeinrichtung 2 gelieferte elektrische Signal, sowie der am Sollwertgenerator 4 eingestellte Wert werden dem zugeordneten Subtrahierer 3, hierin Form eines elektronischen Differenzverstärkers, zugeführt.The apparatus used according to FIG. 1 contains the fermenter 1 with a measuring device for the continuous measurement of the pO 2 value in the culture medium. The measuring device 2 consists of an amperometric dissolved oxygen electrode and the associated measuring amplifier. The electrical signal delivered by the measuring device 2 and the value set at the set value generator 4 are supplied to the assigned subtractor 3, here in the form of an electronic differential amplifier.
Der Sollwertgenerator 4 liefert ein elektrisches Signal, das durch ein präzisionspotentiometer eingestellt wird. Dem Subtrahierer 3 ist ein proportionaler, elektronischer Regel verstärker 5 nachgeschaltet, dessen elektrisches Ausgangssignal eine Dosiereinrichtung 6 steuert. Diese besteht aus einer Peristaltikpumpe, deren Drehzahl sich entsprechend dem elektrischen Ausgangssignal des Regelverstärkers 5 einstellt. Die Pumpe fördert das Substrat (Glucoselösung) vom Vorratsgefäß 7 in den Fermentor 1.The setpoint generator 4 provides an electrical signal that is adjusted by a precision potentiometer. The subtractor 3 is a proportional, electronic control amplifier 5 downstream, the electrical output signal controls a metering device 6. This consists of a peristaltic pump whose speed adjusts according to the electrical output signal of the control amplifier 5. The pump conveys the substrate (glucose solution) from the storage vessel 7 into the fermentor 1.
Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung hat die Dosierrate der Glucoselösung zunächst einen maximalen Betrag infolge der großen Soli-Ist-Differenz des pO2-Wertes. Dieser strebt dadurch schnell dem Sollwert von 20% entgegen. Nach einem Einschwingvorgang von wenigen Minuten Dauer stellt sich ein stabiler pO2-Wert von 20 ± 2% ein, der bis zum Ende der Fermentation aufrechtgehalten wird. Die Glucose wird dabei kontinuierlich mit einer spezifischen Förderrate von 18-25g jeLiter Kulturlösung und Stunde vom Vorratsgefäß in den Fermentor gepumpt.When starting up the device, the dosage rate of the glucose solution initially has a maximum amount due to the large soli-actual difference of the pO 2 value. This strives thereby quickly to the setpoint of 20% contrary. After a transient of a few minutes duration, a stable pO 2 value of 20 ± 2% is established, which is maintained until the end of the fermentation. The glucose is thereby pumped continuously from the storage vessel into the fermenter at a specific delivery rate of 18-25 g per liter of culture solution and hour.
Zur 24. Stunde wird die Fermentation abgebrochen, da sich die spezifische Wachstumsrate asymptotisch dem Wert Null annähert.At the 24th hour, the fermentation is stopped because the specific growth rate asymptotically approaches zero.
Auf diese Weise wird ohne Sauerstofflimitation das Doppelte der kritischen Biomasse geerntet.In this way, twice the critical biomass is harvested without oxygen limitation.
Tafel 1Table 1
Im 4501-Fermentor mit 250-3001 Arbeitsvolumen wird Escherichia coli unter Bedingungen und auf einem Nährmedium wie im Beispiel 1 kultiviert.In the 4501 fermentor with 250-3001 working volume Escherichia coli is cultured under conditions and on a nutrient medium as in Example 1.
Die kritische Biomasse, bei welcher der pO2-Wert auf 25% des Sättigungswertes absinkt, beträgt 15-20g/l (Biotrockenmasse) beim Maximum des verfahrenstechnischen Sauerstoffeintrages. Zum Erreichen dieser Biomassekonzentration wird in der ersten Kultivierungsphase eine Glucosemenge von insgesamt 35g je Liter Kulturlösung bilanziert. Der Maximalwert des Sauerstoffeintrages für dieses Verfahren ist bestimmt durch die Höchstwerte von Belüftung (200l/min), Fermentor-Überdruck (7OkPa) und Rührerdrehzahl (600rpm).The critical biomass, at which the pO 2 value drops to 25% of the saturation value, is 15-20 g / l (dry biomass) at the maximum of the process oxygen input. In order to achieve this biomass concentration, a total amount of glucose of 35 g per liter of culture solution is balanced in the first cultivation phase. The maximum value of oxygen input for this procedure is determined by the maximum values of aeration (200 l / min), fermentor gauge (7OkPa), and stirrer speed (600rpm).
Tafel 2 zeigt einige wichtige Kultivierungsparameter zu markanten Zeitpunkten.Table 2 shows some important cultivation parameters at significant times.
Zu Beginn der Fermentation werden zwei Drittel der bilanzierten Glucosemenge zugegeben. Etwa zur 6. Stunde der Fermentation beginnt der Abfall des pO2-Wertes, der zur 9. Stunde die 25%-Schwelle erreicht. Ein weiteres Absinken wird zunächst durch automatische Erhöhung der Rührerdrehzahl verhindert. Zur 11. Stunde ist die vorgelegte Glucose verbraucht, der pO2-Wert steigt schnell an. Daraufhin wird sch rittweise, in kleinen Portionen, Glucoselösung zugefüttert. Der pO2-Wert fällt dadurch wieder auf den Wert von 25%, die Rührerdrehzahl erhöht sich weiterhin. Zur 12. Stunde ist diese auf dem Maximalwert angelangt. Es beginnt nun die zweite Phase der Kultivierung.At the beginning of the fermentation, two thirds of the amount of glucose accounted for are added. At the 6th hour of the fermentation, the drop of the pO 2 value begins, which reaches the 25% threshold at the 9th hour. A further decrease is initially prevented by automatically increasing the stirrer speed. At the 11th hour, the glucose introduced is consumed, the pO 2 value increases rapidly. Subsequently, in small portions, glucose solution is added gradually. The pO 2 value falls back to the value of 25%, the stirrer speed continues to increase. At the 12th hour this has reached the maximum value. Now begins the second phase of cultivation.
Der pO2-Wert wird durch stetige Zudosierung von Glucoselösung entlang eines Sollwert-Zeit-Profiles geführt.The pO 2 value is guided by continuous addition of glucose solution along a setpoint-time profile.
Die dazu verwendete Vorrichtung entspricht der im Beispiel 1 gegebenen Erläuterung. Die zeitliche Änderung des Sollwertes erfolgt in Stufen an dem zum Sollwertgenerator gehörenden Potentiometer von Hand.The device used for this corresponds to the explanation given in Example 1. The time change of the setpoint occurs in steps at the belonging to the setpoint generator potentiometer by hand.
Der Sollwert wird zunächst auf 25% eingestellt und ab der 16. Stunde um jeweils 2,5% pro Stunde abgesenkt.The setpoint is initially set to 25% and lowered by 2.5% per hour from the 16th hour.
Die spezifische Dosierrate verläuft in einem Bereich von 13-16g Glucose je Liter Kulturlösung und Stunde. Der Förderstrom der Glucoselösung paßt sich automatisch der Zunahme des Fermentor-Arbeitsvolumens an.The specific dosage rate is in the range of 13-16 g glucose per liter of culture solution and hour. The flow rate of the glucose solution automatically adapts to the increase in the fermentor working volume.
Zur 20. Stunde wird die Fermentation abgebrochen, da die Reaktor-Füllgrenze erreicht ist.At the 20th hour, the fermentation is stopped because the reactor filling limit is reached.
Auf diese Weise wird unter Vermeidung von Sauerstofflimitation, und unter Berücksichtigung der 1,2fachen Zunahme des Arbeitsvolumens, mehr als das Dreifache der kritischen Biomasse geerntet.In this way, more than three times the critical biomass is harvested, avoiding oxygen limitation, and considering the 1.2 times increase in the working volume.
Tafel 2Board 2
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29443286A DD256149A1 (en) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29443286A DD256149A1 (en) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD256149A1 true DD256149A1 (en) | 1988-04-27 |
Family
ID=5582446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD29443286A DD256149A1 (en) | 1986-09-16 | 1986-09-16 | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD256149A1 (en) |
-
1986
- 1986-09-16 DD DD29443286A patent/DD256149A1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0487867B1 (en) | Process and apparatus for the production of a cellular mass and/or fermentation products under sterile conditions | |
| DE2423766C2 (en) | Aerobic fermentation method and fermentation device | |
| WO2009076948A2 (en) | Reductones for producing biogas | |
| DE3871573T2 (en) | METHOD FOR BREEDING BY CONTROLLING THE ACETATE CONCENTRATION AND APPARATUS THEREFOR. | |
| DE2714708C2 (en) | ||
| DE69010529T2 (en) | Method and device for controlling the cultivation conditions of animal cells. | |
| DD256149A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE GELOEST OXYGEN CONCENTRATION | |
| DE2921918A1 (en) | METHOD FOR OPTIMIZING THE METABOLIC ACTIVITY OF MICRO-ORGANISMS IN THE SUBSTRATE OF A BIOLOGICAL REACTION SYSTEM | |
| DE60013592T2 (en) | CELL CULTURE DEVICE AND METHOD WITH MULTIPLE APPLICATIONS | |
| WO2009013066A1 (en) | Method for fermenting cell cultures | |
| DD297444A5 (en) | METHOD AND DEVICE FOR FOLLOWING CONTROL OF AEROBIC BIOPROCESSES | |
| DE1953430A1 (en) | Process for continuous fermentation with the aid of aerobic microorganisms | |
| WO1993019161A1 (en) | Method for producing high cell densities | |
| DE1642653C3 (en) | Multi-stage fermentation process | |
| DE2601254B2 (en) | METHOD OF REGULATING THE PARTIAL PRESSURE OF GASES IN FERMENTORS | |
| AT119946B (en) | Method and device for the production of yeast by the ventilation method. | |
| EP0932660A1 (en) | Method of cultivating biomass | |
| CH650527A5 (en) | METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING FERMENTATION VINEGAR. | |
| DD269861A1 (en) | DEVICE FOR REGULATING THE OXYGEN PARTIAL PRESSURE IN FERMENTORS | |
| DD220045A1 (en) | PROCESS FOR THE CONTINUOUS OBSERVATION OF BACKHEEP | |
| DD252002A1 (en) | CYCLIC FERMENTATION PROCEDURE | |
| DD254028C2 (en) | METHOD FOR CONTROLLING AND CONTROLLING MICROBIAL FABRIC CONVERSION PROCESSES | |
| DD244562A1 (en) | METHOD FOR CONSERVING MICROORGANISMS | |
| DD295190A5 (en) | PROCESS FOR MICROBIAL PRODUCTION OF GLUCONIC ACID | |
| DD225436A1 (en) | METHOD FOR TREATING UNUSUAL FOREIGN GHANISMS IN CONTINUOUS BACKHEEP PROCESSES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |