DE2400511C3 - Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen - Google Patents

Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen

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DE2400511C3
DE2400511C3 DE19742400511 DE2400511A DE2400511C3 DE 2400511 C3 DE2400511 C3 DE 2400511C3 DE 19742400511 DE19742400511 DE 19742400511 DE 2400511 A DE2400511 A DE 2400511A DE 2400511 C3 DE2400511 C3 DE 2400511C3
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Vadim M. Schukowskij Glaser
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Moskovskij Gosudarstvennyj Universitet Imeni Mv Lomonosova Moskau
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/18—External loop; Means for reintroduction of fermented biomass or liquid percolate

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Description

einheit, welche die Dosieranlage abschaltet. Die Zuführung des Nährmediums in den Fermentationsapparat wird eingestellt. Der Arbeitszyklus der Anlage wiederholt sich.
In der beschriebenen Anlage wird die Geschwindigkeit der Zuführung des Nährmediums durch die Pumpe vorgegeben, während der Abfluß je nach der Vergrößerung der Flüssigkeitssäule über dem offenen Ende des Abflußstutzens erfolgt
Eine strikte Gleichheit zwischen der Geschwindigkeit der Einführung in den Fermentationsapparat und der Geschwindigkeit der Abführung der Suspension von Mikroorganismen aus dem Fermentationsapparat kann bei einer solchen Konstruktion der Anlage nicht verwirklicht werden, weil die Größe des Verhältnisses zwischen der Höhe der Flüssigkeitssäule über dem offenen Ende des Abflußstutzens und der Fläche des Flüssigkeitsspiegels gering ist, und auch weil das Rühren der Suspension von Mikroorganismen intensiv durchgeführt wird, was zu nicht geordneten Schwingungen des Spiegels der Suspension von Mikroorganismen in bezug auf das offene Ende des Abflußstutzens sowie zu einem unzeitigen Abfluß dieser Suspension führt.
Außerdem kann man in der Anlage keine Medien verwenden, welche heterogene Bestandteile enthalten, weil diese den Abflußstutzen verstopfen. Zu diesen gehören, z. B. Mehl, Kleie, Gemüsemaische und andere, die in der Regel Bestandteile von Nährmedien bilden, welche zur industriellen Züchtung von Mikroorganismen verwendet werden.
Aus diesem Grunde kann man eine kontinuierliche Züchtung von Antiriomyzeten, Mizellpilzen, Fadenalgen, welche auch einen heterogenen Charakter der Verteilung im Nährmedium aufweisen, in solchen Anlagen nicht ver. irklichen.
Es ist auch eine Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen bekannt, (vgl. Aufsatz von L. N. Zoglin, W. E. Semjenko, F. M. Botschatscher, ].N. Filippowski in der Sammlung »Gesteuerte Biosynhese« Verlag »Naukao, Moskau, 1966, S. 324) die einen geschlossenen Rückumlaufkreis, welcher durch einen Fermentationsapparat, eine Pumpe und eine Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses, die miteinander mittels einer Ringrohrleitung verbunden sind, gebildet ist, sowie auch einen Behälter zur Aufbewahrung des Nährmediums und einen Sammelbehälter für die Suspension von Mikroorganismen enthält
Der Behälter zur Aufbewahrung des Nährmediums ist mit dem Fermentationsapparat mittels einer eine Absperrvorrichtung aufweisenden Zuführungsleitung verbunden, durch die das Nährmedium mittels Dosierpumpe dem Fermentationsapparat zugeführt wird.
Die Suspension von Mikroorganismen wird aus der Ringrohrleitung dem mit einem Absperrventil versehenen Abflußstutzen zugeführt, und aus diesem mittels der Dosierpumpe in einen Behälter zur Aufnahme der Suspension von Mikroorganismen hinausgefördert. Die Blockeinheit zur Messung, die Absperreinrichtungen und die Dosierpumpe sind an die Programmsteuereinheit angeschlossen. Die bekannte Anlage arbeitet wie folgt:
Das NährmediurP wird aus dem Behälter, in dem es aufbewahrt wird, in der erforderlichen Menge dem Fermentationsapparat zugeführt, wo in das Nährmedium eine entsprechende Mikrobenkultur eingeimpft wird. Während der Anzucht der Mikrobenkultur wird ein kontinuierlicher Umlauf des Nährmediums, das Mikroorganismen enthält und als Suspension von Mikroorganismen bezeichnet wird, mittels der Pumpe durch den Rücklaufkreis verwirklicht In dieser Zeit sind die Absperrvorrichtungen des Abflußstutzens und der Zuführungsleitung geschlossen, die Dosierpumpe ist abgeschaltet, und der zur Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses gehörende Geber der optischen Dichte sendet kein Signal zur Programm-Steuereinheit
Wenn die Dichte der Suspension von Mikroorganismen die vorgegebene Größe erreicht sendet der Geber der optischen Dichte ein Signal zur Programmsteuereinheit die die Absperrvorrichtungen des Abflußstutzens und die der Zuführungsleitung öffnet sowie die Dosierpumpe einschaltet weiche die Zuführung einer Portion des Nährmediums in den Fermentationsapparat durch die Zuführungsleitung und gleichzeitig damit die Hinausführung einer Portion der Suspension von Mikroorganismen aus der Ringrohrieiteng durch den Abflußstutzen bewirkt.
Die Dosierpumpe ist mit einer Sondervorrichtung versehen, welche einen vorherigen Ausgleichung der Geschwindigkeiten der Flüssigkeitsströme im Abflußstutzen und in der Zuführungsleitung ausführt Mittels dieser Sondervorrichtung werden die genannten Geschwindigkeiten vor Beginn der Arbeit der Anlage ausgeglichen.
Wenn die Dichte der Suspension von Mikroorganismen durch deren Verdünnung mit frischem Nährmedium einen Wert erreicht, der unter der vorgegebenen Größe liegt, hört der Geber der optischen Dichte auf. Signale zur Programmsteuereinheit zu senden, die ihrerseits die Dosierpumpe abschaltet und die Absperr-
J5 vorrichtungen des Abflußstutzens und die der Zuführungsleitung schließt. Im weiteren wird der Zyklus wiederholt.
Eine notwendige Voraussetzung für die Durchführung einer kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganis:»ien bildet die strikte Einhaltung der Gleichheit der Geschwindigkeit der Einführung des Nährmediums in den Rückumlaufkreis mit der Geschwindigkeit mit welcher die Suspension von Mikroorganismen aus diesem Kreis hinausgeführt wird.
In der bekannten Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen wird angestrebt eine Gleichheit zwischen den Geschwindigkeiten der Einführung des Nährmediums in den Rückumlaufkreis und der Hinausführung der Suspension von Mikroorganismen aus Rückumlaufkrets durch einen vorherigen Ausgleich der Geschwindigkeiten der Ströme in der Zuführungsleitung und in dem Abflußstutzen, d.h. in zwei miteinander nicht leitungsverbundenen Rohrleitungen herzustellen, was praktisch unerreichbar ist. Schon eine
v> sehr geringe Nichteinhaltung der Gleichheit zwischen den Geschwindigkeiten der Ströme führt zu einer Störung des Prozesses der kontinuierlichen Züchtung. Diese Störung ist im Laufe eines längeren Betriebes der Anlage besonders spürbar.
bo Die Verwendung einer Sondervorrichtung zum vorherigen Ausgleich der Geschwindigkeiten der Ströme in der Zuführungsleitung und in dem Abflußstutzen der bekannten Anlage erhöht in einem bedeutenden Maße ein Aufwand der Anlage und gewährleistet trotzdem keinen Ausgleich der Geschwindigkeit der Einführung des Nährmediums im Laufe der Züchtung der Mikroorganismen mit der Geschwindigkeit der Hinausführung der Suspension von Mikroorganismen
aus dem Prozeß.
Durch das in dem Fermentationsapparat durchzuführende intensive Rühren der Suspension von Mikroorganismen in der bekannten Anlage enthält diese eine bedeutende Menge von Gasblasen, welche, indem sie die Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses passieren, die zu messenden Parametergrößen verzerren, was zur Bildung von unzutreffenden Signalen führt, die zur Programmsteuereinheit gesendet werden, welche, indem sie alle Signale, die aus der Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses zugeführt werden, adäquat beantwortet, eine unzeitgemäße Zuführung des Nährmediums und einen unzeitgemäßen Abfluß der Suspension von Mikroorganismen bewirkt.
Beim Eindringen der Gasblasen in den Abflußstutzen wird die Gleichheit zwischen den Geschwindigkeiten der Einführung des Nährmediums und der Hinausführung der Suspension von Mikroorganismen gestört.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung einer Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen mit einem Rückumlaufkreis, in dem die Zuführungsleitung und der Abflußstutzen an diesen Rückumlaufkreis derart angeschlossen sind, daß eine Gleichheit der Geschwindigkeiten der Einführung des Nährmediums in den Rückumlaufkreis und der Hinausführung der Suspension von Mikroorganismen aus diesem gewährleistet wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe mit der eingangs genannten Anlage dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 oder im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 genannten Merkmale.
Der Anschluß der Zuführungsleitung und des Abflußstulzens an einen Abschnitt der Ringrohrleitung gewährleistet deren gegenseitige Verbindung miteinander, durch eine Begrenzung dieses Abschnittes mittels der Absperrvorrichtungen wird es möglich, die Einführung einer Portion des Nährmediums in den Rückumlaufkreis mit der Hinausführung der gleichen Portion der Suspension von Mikroorganismen aus dem Rückumlaufkreis in eine unmittelbare Verbindung zu bringen. Dadurch wird einerseits die Erzielung einer stabilen
GicuJiiicii /.wiaclicii uci GoLiiwiiiüigkcu ucs Ui UCIi
Rückumlaufkreis einzuführenden Nährmediums und der Geschwindigkeit der aus dem Rückumlaufkreis hinausführenden Suspension von Mikroorganismen während der ganzen Zeit des Betriebs der Anlage gewährleistet.
In der erfindungsgemäßen Anlage kann an dem Abschnitt des Rückumlaufkreises im Zwischenraum zwischen dem Fermentationsapparat und der Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses ein Abschscheider für Gasblasen angebracht werden, der durch eine Umwegleitung mit dem Rückumlaufkreis hinter dem mit Absperrvorrichtungen versehenden Abschnitt verbunden ist
Das Anbringen des Abscheiders für Gasblasen mit einer Umwegleitung in dem Rückumlaufkreis an dem Abschnitt zwischen dem Fermentationsapparat und der Blockemheit zur Messung der Parameter des Prozesses ermöglicht es, erstens, ein Eindringen der Gasblasen in die Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses und die damit verbundene Verzerrung der Größe der zu messenden Parameter zu verhindern und dadurch ein rechtzeitiges Einschalten und Ausschalten der Dosierpumpe zu gewährleisten, die die Einführung des Nährmediums in den Röckumlaufkreis und die Hinausführung der Suspension von Mikroorganismen aus diesem verwirklicht: und. zweitens, ein Eindringen der Gasblasen in den durch die Absperrvorrichtunger begrenzten Raum der Ringrohrleitung zu verhindern wo die Gleichheit zwischen dem Volumen de« einzuführenden Nährmediums und dem Volumen dei hinausführenden Suspension von Mikroorganismer durch die Gasblasen gestört werden kann.
Bei dieser Ausführung ist dann die Umwegleitung voi dem Abschnitt mit den Absperrvorrichtungen durch eine Blende mit der Ringrohrleitung verbunden, wöbe
ίο diese Blende mit einem Absperrventil versehen ist.
Die Verbindung der Umwegleitung mittels einei Blende mit dem Abschnitt der Ringrohrleitung, der voi dem Abschnitt mit den Absperrvorrichtungen liegt gestattet es, einen kontinuierlichen Umlauf der Suspen
π sion von Mikroorganismen durch die Blockeinheit zui Messung der Parameter des Prozesses im Laufe dei Arbeit der Anlage zu gewährleisten, wo, wenn dei Abschnitt der Ringrohrleitung, an den der Abflußstut zen und die Zuführungsleitung angeschlossen sind durch Absperrvorrichtungen abgeschlossen ist; Da durch ist es möglich, eine kontinuierliche Überwachung der Dichte der Suspension von Mikroorganismen irr Rückumlaufkreis zu gewährleisten.
Die Gewährleistung der Gleichheit zwischen dei Geschwindigkeit des in den Rückumlaufkreis einzufüh renden Nährmediums und der Geschwindigkeit der au; diesem hinausführenden Suspension von Mikroorganis men ohne die Anwendung einer zusätzlichen Vorrich tung vereinfacht die Bauart der Anlage und erhöhl deren Zuverlässigkeit im Vergleich zu der bekannter Anlage.
Zu einem besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel dei Anlage anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen, ir der die Blockeinheit zur Messung der Parameter de; Prozesses unmittelbar im Rückumlaufkreis untergebracht ist;
F i g. 2 ein Schema der erfindungsgemäßen Anlage, ir der die Blockeinheit zur Messung der Parameter de« Prozesses in einer zusätzlichen Umwegleitung unterge-
Ul diiii im, uic dl! uic mug! um icuuiig dllgcscitiuaacii lsi.
Die Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen enthält einen geschlossenen Rückumlaufkreis zur Verwirklichung eines kontinuierlicher Umlaufes der Suspension von Mikroorganismen durch diesen Rückumlaufkreis, der durch einen Fermentationsapparat 1 (Fig. 1), eine Pumpe 2 und eine
so Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses gebildet ist, welche durch eine RingroMeitung 4 miteinander verbunden sind.
Im Rückumlaufkreis ist im Zwischenraum zwischen dem Fermentationsapparat 1 und der Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses ein Abscheider 5 für Gasblasen angeordnet
An der Ringrohrleitung 4 sind hinter der Blockeinheit 3 zur Messung zwei Absperrvorrichtungen 6 und 7 angeordnet;
im Zwischenraum zwischen diesen Absperrvorrichtungen sind an die Ringrohrleitung eine Zuführungsleitung 8 und ein Abflußstutzen 9 angeschlossen. Die Zuführungsleitung 8 verbindet die Ringrohrleitung 4 mit einem Behälter 10 zur Aufbewahrung des Nährmediums. An der Zuführungsleitung 8 sind Dosierpumpe 11 und Absperrventil 12 angeschlossen.
Die Ringrohrleitung 4 ist mittels des Abflußstutzens 9 mit einem Sammelbehälter 13 für die Suspension von
Mikroorganismen verbunden. An dem Abflußstutzen 9 ist ein Absperrventil 14 angebracht.
Der Abscheidet· 5 für Gasblasen ist mit der Ringrohrleitung 4 hinter dem Abschnitt, der die Absperrvorrichtungen 6 und 7 aufweist, mittels einer Umwegleitung 15 verbunden, durch die die Gasblasen zusamii» ;n mit einem Teil der Suspension von Mikroorganismen in die Ringrohrleitung 4 abgeleitet werden.
Die Umwegleitung 15 ist mit dem Abichnitt der Ringrohrleitung 4, der im Zwichenraum zwischen der Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses und der Absperrvorrichtung 6 untergebracht ist, mittels einer Blende verbunden, die ein Absperrventil 17 aufweist.
Die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des
Prozesses, die Absperrvorrichtungen 6,7, Absperrventile 4i 4 Λ if :-. -J:- r\ :__—.._ 4* _:_.j :. j
ic IA, 1^1 ■/ aunic uiu L/i*3it:i punipc 1 1 ainu full UCi Programmsteuereinheit 18 elektrisch verbunden.
Der Fermentationsapparat 1 stellt einen Behälter dar, der zur Züchtung von Mikroorganismen bestimmt ist, die in das in diesem Behälter vorhandene Nährmedium eingeimpft werden.
Die Pumpe 2 dient zur Verwirklichung eines kontinuierlichen Umlaufes der Suspension von Mikroorganismen durch die Rückumlaufleitung und die Umwegleitung 15.
Die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses besteht aus einer Durchflußzelle 19 und einer Durch :ußküvette 20, die in einer bestimmten Reihenfolge verbunden sind.
Die Durchflußzelle 19 ist zur Messung der Temperatur, des pH-Wertes, des Partialdruckes der Suspension von Mikroorganismen, sowie auch des in dieser Suspension aufgelösten Sauerstoffes und des Oxydations-Reduktionspotentials bestimmt.
Die Durchflußküvette 20 dicht zur Messung der optischen Dichte der Suspension von Mikroorganismen.
Die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses ist mit der Programmsteuereinheit 18 zur Steuerung des Prozesses elektrisch verbunden.
Im Falle der Verwendung der Anlage zur großtechnischen Züchtung von Mikroorganismen, bei der die Geschwindigkeit des Stromes der Suspension von Mikroorganismen in der Ringrohrleitung groß ist, wird die Blockeinheit 3 (Fig.2) zur Messung der Parameter des Prozesses in einer zusätzlichen Umlaufrohrleitung 21 untergebracht, die parallel zur Ringrohrleitung 4 angeschlossen ist.
Es ist auch möglich, außer der hier dargelegten Variante der Reihenfolge der Einrichtungen im Rückumlaufkreis andere Varianten zu benutzen, beispielsweise solche, bei denen die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses und der Abscheider 5 konstruktive Elemente des Fermentationsapparates 1 sind, wodurch ebenfalls eine kontinuierliche Kontrolle der Änderungen der Mikroorganismensuspension im Rückumlaufkreis und die Abwesenheit von Gasbläschen in der Ringrohrleitung 4 im Teil zwischen den Absperrvorrichtungen 6 und 7 sichergestellt wird.
Die Arbeitsweise ist folgende.
Vor dem Beginn des Betriebes der Anlage wird sie einer Sterilisierung unterzogen, wonach der Behälter 10 zur Aufbewahrung des Nährmediums unter sterilen Bedingungen mit einem sterilen Nährmedium gefüllt wird. Dann wird das Nährmedium aus dem Behälter 10 durch die Zuführungsleitung 8 mittels einer kontinuierlich arbeitenden Dosierpumpe 11 durch die Ringrohrleitung 4 dem Fermentationsapparat 1 zugeführt, wobei es diesen bis zum erforderlichen Stand füllt. Anschließend wird die kontinuierliche Zuführung des Nährmediums zu dem Fermentationsapparat 1 eingestellt, und die Dosierpumpe 11 wird an die Programmsteuereinheit 18 zur Steuerung des Prozesses angeschlossen.
Dann wird das Nährmedium auf eine für die gegebene
Mikrobenkultur optimale Temperatur erwärmt, wobei
ίο gleichzeitig mit der Erwärmung ein intensives Rühren des Nährmediums und dessen Sättigung mit Sauerstoff durchgeführt wird.
In das im Fermentationsapparat 1 vorhandene Nährmedium wird die entsprechende Mikrobenkultur inokuliert.
Dann wird die Pumpe 2 eingeschaltet, mit deren Hilfe ein kontinuierlicher Umlauf der Suspension von mikroorganismen durch den Rücküii'Mdüiki'ciS ucw'ifki wird.
Während der Anzucht der Kultur arbeitet die Dosierpumpe 11 nicht die Absperrvorrichtungen 6 und 7 sind geöffnet, und die Absperrventile 12,14 und 17 sind geschlossen.
Die dem Abscheider 5 zugeführte Suspension von Mikroorganismen wird in zwei Ströme geteilt: der eine Teil der Suspension von Mikroorganismen mit Gasblasen wird durch die Umwegleitung 15 in die Ringrohrleitung 4 geleitet, während der andere Teil der Suspension von Mikroorganismen, der von Gasblasen befreit worden ist, der Durchflußzelle 19 und weiter der mit dieser leitungsverbundenen Durchflußküvette 20 zugeführt wird, wobei in der Durchflußzelle die Temperatur, der pH-Wert, der Partialdruck des in der Suspension aufgelösten Sauerstoffes, das Oxydations-Reduktionspotential der Suspension von Mikroorganismen, und in der Durchflußküvette die optische Dichte der Suspension gemessen werden.
Wenn die Dichte der Suspension von Mikroorganismen die vorgegebene Größe erreicht hat, sendet die Durchflußküvette 20 der Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Pro7es.se«; ein .Signal 7iir Programm-Steuereinheit 18 zur Steuerung des Prozesses, die, ihrerseits, Signale zu den mit dieser elektrisch verbundenen Absperrvorrichtungen 6 und 7, den Absperrventilen 12, 14, 17 und der Dosierpumpe 2, sendet, wobei sie in einer bestimmten Reihenfolge folgende Arbeitsgänge bewirkt.
öffnen des Absperrventils 17, Schließen der Absperrvorrichtungen 6 und 7, öffnen der Absperrventile 12 und 14 und Einschalten der Dosierpumpe 2.
Dabei wird die Suspension von Mikroorganismen, die durch die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses geführt worden ist, bei geschlossenen Absperrvorrichtungen 6 und 7 und beim offenen Ventil 17 über ein Blende 16 durch die Umwegleitung 15 und die Ringrohrleitung 4 dem Fermentationsapparat 1 zugeführt.
Gleichzeitig wird mittels der Dosierpumpe 2 durch die Zuführungsleitung 8 der Ringrohrleitung 4 eine dosierte Portion von frischem Nährmedium zugeführt, die aus der Ringrohrleitung das gleiche Volumen der Suspension von Mikroorganismen verdrängt, weiche durch den Abflußstutzen 9 dem Sammelbehälter 13 für die Suspension von Mikroorganismen zugeführt wird.
Dabei soll die Menge des frischen Nährmediums geringer als das Volumen des Abschnittes der Ringrohrleitung sein, der zwischen dem an diese Ringrohrleitung angeschlossenen Abflußstutzen 9 und
der Zuführungsleitung 8 eingeschlossen ist. Dann wird die Programmsteuereinheit 18 zur Steuerung des Prozesses die durchgeführten Arbeitsgänge in der umgekehrten Reihenfolge ausführen. Es erfolgen:
Abschalten der Dosierpumpe 2, Schließen der Absperrventile 12 und 14 Öffnen der Absperrvorrichtungen 6,7 und Schließen der Absperrvorrichtung 17.
Beim Öffnen Her Absperrvorrichtungen 6 und 7 wird die in die Ringrohrleitung 4 eingeführte Portion des Nährmediums durch den Strom der umlaufenden Suspension von Mikroorganismen durch die geöffneten Absperrvorrichtungen 6 und 7 und den zwischen diesen eingeschlossenen Abschnitt der Ringrohrleitung 4 in den Fermentationsapparat 1 getragen, in dem die Suspension von Mikroorganismen mit einer frischen Portion des Nährmediums verdünnt wird. Wenn der Verdünnungsgrad der Suspension von Mikroorganismen nicht ausreicht, sendet die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses weiter ein Signal zur Programmsteuereinheit zur Steuerung des Prozesses, so daß die Einführung von neuen Portionen des Nährmediums in den Rückumlaufkreis gewährleistet ist, bis die Dichte der Suspension von Mikroorganismen im Rückumlaufkreis einen Wert erreicht, der unter der vorgegebenen Größe liegt.
Dann wird der Arbeitszyklus der Anlage wiederholt. Wenn die Blockeinheit 3 zur Messung der Parameter des Prozesses in einer zusätzlichen Umwegleitung 21 (Fig. 2) untergebracht wird, die parallel zu der Ringrohrleitung 4 angeschlossen ist, wird ein Teil der Suspension von Mikroorganismen aus der Ringrohrleitung 4 durch die zusätzliche Umwegleitung 21 der Zelle 19 und der mit dieser verbundenen Durchflußküvette 20, welche in der genannten Umwegleitung angeordnet sind, zugeführt, und von da aus der Ringrohrleitung 4 wieder zurückgeführt. In diesem Fall bewegt sich der Hauptstrom der Suspension von Mikroorganismen durch die Ringrohrleitung 4.
Im übrigen arbeitet die Anlage wie oben dargelegt. Die erfindungsgemäße Anlage weist eine einfache Ausführung auf und gewährleistet im Laufe der Arbeit die Einhaltung einer stabilen Gleichheit zwischen der Geschwindigkeit der Einführung des Nährmediums in den Rückumlaufkreis und der Geschwindigkeit, mit welcher die Suspension von Mikroorganismen aus dem Rückumlaufkreis hinausgeführt wird, wodurch die Herstellung einer Suspension von Mikroorganismen, die sich im vorgegebenen Entwicklungsstadium befinden, innerhalb eines längeren Zeitraumes gesichert wird.
Die Beseitigung der Siüiuiigcii irn System zur Messung der Parameter des Prozesses ermöglichte die Durchführung einer automatischen Steuerung des Prozesses zur kontinuierlichen Herstellung einer Suspension von Mikroorganismen,die sich im angegebenen Entwicklungsstadium befinden.
Die erfindungsgemäße Anlage gestattet es, eine kontinuierliche Herstellung der Suspension von beliebigen Mikroorganismen sowie die Züchtung dieser Mikroorganismen in allen möglichen Nährmedien durchzuführen, die in der Industrie und bei Laboruntersuchungen angewendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    U Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen, die einen geschlossenen Rückumlaufkreis, der durch einen Fermentationsapparat, eine Pumpe und eine Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses, welche durch eine Ringrohrleitung aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind, gebildet ist, und einen Behälter zur Aufbewahrung des Nährmediums, der durch eine Zuführungsleitung mit dem Rückumlaufkreis verbunden ist, welcher auch mit einem Sammelbehälter für die Suspension von Mikroorganismen mittels eines Abflußstutzens verbunden ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ringrohrleitung (4) hinter der Blockeinheit (3) zur Messung der Parameter des Prozesses zwei Absperrvorrichtungen (6, 7) angeordnet sind, und daß im Zwischenraum zwischen diesen Abspenrvorrichtungen eine Zuführungsleitung (8) und ein Abflußstutzen (9) derart an die Ringrohrleitung angeschlossen sind, daß das Volumen des in den Rückumlaufkreis einzuführenden Nährmediunu; und das Volumen der gleichzeitig damit aus dem Rückumlaufkreis hinausführenden Suspension von Mikroorganismen gleich sind.
  2. 2. Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen, die einen geschlossenen Rückumlaufkreis, der durch einen Fermentationsapparat, eine Pumpe, und eine Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses, welche durch eine Ringrohrleitung aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind, gebildet ist, uH, einen Behälter zur Aufbewahrung des Nährmediums, der durch eine Zuführungsleitung mit dem Rückumlaufkreis verbunden ist, welcher auch mit einem Sammelbehälter für die Suspension von Mikroorganismen mittels eines Abflußstutzens verbunden ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ringrohrleitung (4) hinter der Blockeinheit (3) zur Messung der Parameter des Prozesses zwei Absperrvorrichtuugen (6, T) angeordnet sind und daß im Zwischenraum zwischen diesen Absperrvorrichtungen eine Zuführungsleitung (8) und ein Abflußstutzen (9) derart an die Ringrohrleitung angeschlossen sind, daß das Volumen des in den Rückumlaufkreis einzuführenden Nährmediums und das Volumen der gleichzeitig damit aus dem Rückumlauf kreis hinausführenden Suspension von Mikroorganismen gleich sind, ferner an dem Abschnitt des Rückumlaufkreises im Zwischenraum zwischen dem Fermentationsapparat (1) und der Blockeinheit (3) zur Messung der Parameter des Prozesses ein Abscheider (5)i für Gasblasen angebracht ist, der durch eine Umwegleitung (15) mit dem Rückumlaufkreis hinter dem mit Absperrvorrichtungen (6, 7) versehenen Abschnitt verbunden ist und die Umwegleitung (15) mil der Ringrohrleitung (4) vor dem Abschnitt mit den Absperrvorrichtungen (6,7) mittels einer Blende: (16) verbunden ist, die mit einem Absperrventil (17) versehen ist.
    Die Erfindung betrifft eine Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen, die einen geschlossenen RUckumlaufkreis, der durch einen Fermentationsapparat, eine Pumpe und eine Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses, welche durch eine Ringrohrleitung aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind, gebildet ist, und einen Behälter
    s zur Aufbewahrung des Nährmediums, der durch eine Zuführungsleitung mit dem Rückumlaufkreis verbunden ist, welcher auch mit einem Sammelbehälter für die Suspension von Mikroorganismen mittels eines Abflußstutzens verbunden ist, enthält.
    ίο Es sind Anlagen zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen bekannt, die in folgenden Veröffentlichungen beschrieben sind: N.D. Jerusalimski »Grundzüge für die Regelung der Wachstumsgeschwindigkeiten von Mikroorganismen«, Sammlung »Geis steuerte Biosynthese«, Verlag »Nauka Moskau, 1966, Seite 5.
    A. N ο ν i c k, l_ S e i 1 a r d, »ProcJ^atAcadSci« USA 36 708,1950, Journal Monod, Ann. Inst. Pasteur, 79,390, 1950.
    Eine solche bekannte Anlage enthält einen Rüekumlaufkreis, der durch einen Fermentierungsapparat, eine Pumpe und eine Blockrichtung zur Messung der Parameter des Prozesses gebildet ist, die miteinander durch eine Ringrohrleitung verbundden sind. Die Anlage enthält auch einen Behälter zur Aufbewahrung des Nährmediums, das mittels einer Dosierpumpe dem Fermeniationsapparat durch eine Zuführungsleitung zugeführt wird. Innerhalb des Fermentationsapparates ist ein Abflußstutzen angeordnet, dessen eines Ende in Höhe des Spiegels der im Fermentationsapparat vorhandenen Suspension von Mikroorganismen befestigt ist. Das zweite Ende des Abflußstutzens ist mit einem Sammelbehälter zur Aufnahme der Suspension von Mikroorganismen verbunden. Die Dosierpumpe und die Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses sind an eine Programmsteuereinheit angeschlossen.
    Die Anlage hat folgende Arbeitsweise.
    Das Nährmedium wird in entsprechenden Mengen
    dem Fermentationsapparat zugeführt, und in das Nährmedium wird eine Mikrobenkultur eingeimpft. Bei der Anzucht der Mikroorganismen wird mittels der Pumpe ein kontinuierlicher Umlauf der Suspension von Mikroorganismen durch den Rückumlaufkreis hervor gerufen. Die Dosierpumpe ist dabei abgeschaltet
    Nachdem die Dichte der Suspension von Mikroorganismen eine vorgegebene Größe erreicht hat, sendet ein Geber der optischen Dichte, welcher einen Bestandteil der Blockeinheit zur Messung der Parameter des
    so Prozesses bildet, ein Signal zur Programmsteuereinheit, die die Dosierpumpe einschaltet, wonach die Zuführung des Nährmediums aus dem Behälter, in dem dieses aufbewahrt wird, in den Fermentationsapparat beginnt.
    Da in der ursprünglichen Stellung das obere offene
    Ende des Abflußstutzens und der Spiegel der Suspensionoberfläche innerhalb des Fermentationsapparates in gleicher Höhe verbleiben, wird die Suspension von Mikroorganismen je nach Hinzufügen von Nährmedium zur im Fermeniationsapparat befindlichen Suspension durch die offene öffnung des Abflußstutzens in den Sammelbehälter für die Suspension von Mikroorganismen abfließen.
    Nachdem die Dichte der Suspension von Mikroorganismen nach deren Verdünnung mit Nährmedium einen Wert erreicht hat, der unter der vorgegebenen Größe liegt, sendet der Geber der optischen Dichte, der einen Bestandteil der Blockeinheit zur Messung der Parameter des Prozesses bildet, ein Signal zur Programmsteuer-
DE19742400511 1974-01-07 1974-01-07 Anlage zur kontinuierlichen Züchtung von Mikroorganismen Expired DE2400511C3 (de)

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DE2400511A1 DE2400511A1 (de) 1975-07-10
DE2400511B2 DE2400511B2 (de) 1979-04-19
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