DE2511068C3 - Wachstumsüberwachung von Mikroorganismen durch photoelektrische Trübungsmessung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wachstumsüberwachung von in einem flüssigen, gashaltigen Medium suspendierten Mikroorganismen durch photoelektrische Trübungsmessung, bei der das Medium aus dem Fermentationsbehälter in die Meßkammer einer photoelektrischen Trübungsmeßvorrichtung gefördert und in dieser die Lichttransmission als Maß für das Wachstum gemessen wird.

Es sind photoelektrische Trübungsmeßvorrichtungen bekannt, bei denen das Meßsystem außerhalb des Fermentationsbehälters oder Reaktionsgefäßes angebracht ist. Sie haben den Nachteil, daß zur Zuführung und Abführung des zu messenden Kulturmediums externe Pumpen benötigt werden. Die erforderlichen Zuleitungen und Meßküvetten, durch die die Messung erfolgt, müssen separat sterilisiert werden. Jede Anzapfleitung und vor allem jede externe Pumpe bildet ständig eine Infektionsquelle.

Es sind auch Verfahren und Vorrichtungen zur photoelektrischen Trübungsmessung in Kulturmedien (CH-PS 5 31 562) bekannt, bei denen die Meßstrecke zwischen Lichtquelle und photoelektrischem Empfänger innerhalb des Fermentationsbehälters angebracht sind. Eine verbesserte Vorrichtung, bei der der Lichtempfänger mit einer durchbrochenen Hülse umgeben ist, ist in der CH-PS 5 44 145 beschrieben.

Diese Vorrichtungen haben die Nachteile der externen Meßvorrichtung nicht. Es tritt aber bei begasten Flüssigkeiten als weiterer schwerwiegender Nachteil die Verfälschungsmöglichkeit der Meßwerte durch die Gasblasen in der Flüssigkeit auf. Die Reproduzierbarkeit der Meßwerte ist weitgehend vom ständigen Grad der Entgasung der Flüssigkeit abhängig. Da es sich bei den in Fermentationsbehältern befindlichen Kulturmedien (Flüssigkeiten) ic Verbindung mit den darin befindlichen Mikroorganismen um schlecht entgasbare Flüssigkeiten handelt, sind alle bisherigen photoelektrischen Verfahren mehr oder weniger am Entgasungsproblem gescheitert

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die sine reproduzierbare

ίο photoelektrische Messung der Konzentration der in einem flüssigen, gashaltigen Medien in einem Fermentationsbehälter enthaltenen suspendierenden Mikroorganismen zu ermöglichen und keine schwer sterilisierbaren Pumpen und Leitungen erforderlich machten.

is Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Mediuni aus dem Fermentationsbehälter nach oben hin unmittelbar in die MeSkammer angesaugt nach Hochsteigen der im Medium befindlichen Gasblasen gemessen und anschließend in den Fennentationsbehäiter zurückgedrückt wird. Zweckmäßigerweise werden Fermentationsbehälter und Meßkammer jeweils gleichzeitig sterilisiert
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist bei einer photoelektrischen Trübungsmeßvorrichtung mit einem an den das zu messende Medium enthaltenden Fermentationsbehälter angeordneten Meßkammer, welche mit den zur Trübungsmessung dienenden photoelektrisdien Geräten versehen ist, erfindungsge-

-)o maß vorgesehen, daß die Meßkammer von unten her an den Fermentationsbehälter und von oben her über einen Entgasungsraum an eine Saugvorrichtung angeschlossen ist
Für die Ausbildung der Saugvorrichtung stehen verschiedene Möglichkeiten offen. Sie kann als Saugelement einen Kunststoffbalg oder eine Membran haben. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Saugvorrichtung mit einem Kolben und einer Reinigungsscheibe, die an den die Meßstrecke begrenzenden Schaugläsern vorbeigeführt ist Die Reinigungsscheibe ist am besten in einem Kunststoffbalg.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Meßkammer leicht steril gehalten werden kann, daß die Pumpe mit dem Medium bzw. der Meßflüssigkeit nicht in Berührung kommt, so daß die Probleme der bekannten externen Meßvorrichtung entfallen, und daß wegen des Ansaugens die Gasblasen in den Raum oberhalb des Meßflüssigkeitsspiegels nach kurzer Wartezeit das Meßergebnis nicht verfälschen können.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert, die diese im Längsschnitt zeigt.

Diese Meßvorrichtung ist mit einem Gewindestutzen eines Meßrohrs 1 in die obere Kesselwand eines Fermentationsbehälters 2 eingeschraubt. Das Meßrohr 1 mündet in eine Meßkammer 3, an die oben eine Saugvorrichtung mit einem eigentlichen Entgasungsraum 4 angeschlossen ist, in den ein beweglicher Balg 5 eingebaut ist. In den Balg ragt von oben her ein Kolben

m> 6, der von einem Antrieb 7 auf- und abbewegt werden kann. Der in den Entgasungsraum 4 hineinragende Teil 8 ist an seinem unteren Teil 9 verjüngt und paßt in die Meßkammerbohrung des Meßrohrs 1 sowie mit dem verjüngten Teil 9 in die Meßstrecke 10 zwischen zwei

b"> seitlichen Schaugläsern 11. An dem unteren Kolbenteil 9 ist eine Reinigungs- oder Abstreifscheibe 12 befestigt. Hinter dem einen (linken) Schauglas 11 ist eine Lichtquelle 13 und hinter dem anderen (rechten)

Schauglas ist eine Photozelle 14 mit einem Verstärker 15 angeordnet Die Abdichtung gegenüber der Meßflüssigkeit erfolgt mit vier Abdichtungen 16.

Das Meßverfahren kann wie folgt beschrieben werden.

Die Meßflüssigkeit aus dem Fermentationsbehälter wird durch einen wärmebeständigen Kunststoffbalg 5 beim Saughub des stangenförmigen Kolbens in die Meßkammer 3 des Meßrohrs 1 und etwa in den Entgasungsraum 4 angesaugt Im Entgasungsraum 4 verweilt die Flüssigkeit eine durch Versuche festzulegende Zeit, bis sich kaum noch Gasblasen in der Meßstrecke 10 befinden oder in diese hochsteigen, aber noch keine Sedimentation der Mikroorganismen auftritt Dann erfolgt die eigentliche photoelektrische Transmissions-Trübungsmessung, bei der der Photostrom der Fhotozelle 14 über einen Verstärker 15 verstärkt und mit Hilfe eines Schreibers registriert wird. Nach Beendigung der Messung wird die Meßflüssigkeit ausgestoßen, wobei der Teil 8 in das Meßrohr 3 eindringt Die Reinigungsscheibe 12 fährt an den

ίο Schaugläsem 11 vorbei und reinigt diese. Dann ist die Meßkammer 3 wieder für eine neue Messung vorbereitet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Wachstumsüberwachung von in einem flüssigen, gashaltigen Medium suspendierten Mikroorganismen durch photoelektrische Trübungsmessung, bei der das Medium aus dem Fermentationsbehälter in die Meßkammer einer photoelektrischen Trübungsmeßvorrichtung gefördert und in dieser die Lichttransmission als Maß für das Wachstum gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium aus dem Fermentationsbehälter nach oben hin unmittelbar in die Meßkammer angesaugt, nach Hochsteigen der im Medium befindlichen Gasblasen gemessen und anschließend in den Fermentationsbehälter zurückgedrückt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, für die Wachstumsüberwachung von Mikroorganismen in Fermeitationsbehältern mit einer an den das zu messende Medium enthaltenden Fermentationsbehälter angeordneten Meßkammer, welche mit den zur Trübungsmessung dienenden photoelektrischen Geräten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (3) von unten her an den Fermentationsbehälter (2) und von oben her über einen Entgasungsraum (4) an eine Saugvorrichtung angeschlossen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung einen Kolben (6, 8) mit einer Reinigungsscheibe (12) hat, die an den die Meßstrecke (10) begrenzenden Schaugläsern (11) vorbeiführbar ist.