DE2554393B2

DE2554393B2 - Vorrichtung zur Kultivierung von Mikroorganismen

Info

Publication number: DE2554393B2
Application number: DE2554393A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 6501 Elsheim Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-12-03
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2457044C3; DE2554393C3; DE2457044B2; DE2554393A1; DE2457044A1

Description

oder über den Gradienten-Anstiegsregler 23 Einfluß ayf das Steuergerät 24 nehmen kann. Das Steuergerät 24 hält die eingestellte Rührerkonstanz aufrecht, betätigt aufgrund der Meßsignale die Zu- und Ablaufpumpen 14 bzw. 16 und der Rückstellpumpe 20 und aufgrund der Signale des Gradienten-Anstiegreglers

23 der Zugabepumpe 19 oder den Thermostaten 12. Je nach Aufgabenstellung und Kulturvolumen kann

das Kulturgefäß 10 mit Einrichtung für den Durchlaufzwang aus Glas oder anderen Werkstoffen bestehen und je nach Meßwertaufnehmer gasdicht, druckdicht oder nur mit einem einfachen Sterilabschluß ausgeführt sein. Am besten sollte das Kulturgefäß 10, besonders bei kleinen Kulturvolumina, für Konstanz des Kulturvolumens so eingerichtet sein, daß die Höhe des Ablaufstutzens über dem Boden dieses Volumen bestimmt. Die notwendige Temperierung 11 und 12 ist frei variabel. Die Zulaufpumpe 14, Gradientenzulaufpumpe 19 und je nach Aufgabenstellung Rückstellpumpe 20 müssen selbstverständlich eindeutige Dosierungen zulassen, 19 und 20 dazu eine Gradientendosierung. Bei Messung in der Gasphase übernimmt die Ablaufpumpe 16 zweckmäßigerweise die Funktion der Rückstellpumpe 20. Ebenso kann es zweckmäßig sein, besonders bei kleinen Volumina den Gradientenparameter (gelöste Substanz) dem Medium zuzugeben und durch die Zulauf pumpe 14 zugeben zu lassen. Die Zulaufpumpe 14 kann durch ein Stellventil ersetzt werden, dies besonders bei großen Kulturvolumina und z. B. Strömungsmessern od. dgl. als Meßwertaufnehmer. Die notwendige Homogenisierung der Kultur ist frei variabel und den Kulturvolumina anzupassen. Der Meßwertaufnehmer 22 ist je nach Aufgabenstellung, Gegebenheiten und Möglichkeiten bezüglich des Stoffwechselablaufes auszubilden als z. B. Kontaktmanometer, Gasvolumenmesser, pH-Meter, ionenselektive Elektroden, schnelle Analysengeräte, Spektroskopische Verfahren, bei großen Volumina auch Strömungsmesser u. dgl. Der Gradienten-Anstiegsregler 23 ermittelt aus dem Vergleich der Meßsignale und/oder deren zeitlichem Abstand die Stoffwechselleistung der Kultur und gibt diese umgeformt als Signale für den Gradientenanstieg an das Steuergerät 24 weiter. Dieser Gradienten-Anstiegsregler kann alleine oder in Zusammenfassung mit dem Regisriergerät 25 und dessen Berührungsschalter 26 ausgeführt sein. Seine Funktion und mögliche technische Ausgestaltung wird eingehend zusammen mit dem Registriergerät 25 in Zusammenhang mit Fig. 2 besprochen. Das Steuergerät

24 beinhaltet die Gradientensteuerungen für die Zugabepumpe 19 und den Thermostaten 12, hält die eingestellte Rührkonstanz aufrecht und wird bei anderen Aufgabenstellungen und Anordnungen je nach Notwendigkeit auch die Einheiten für z. B. eine Belüftung, Antischaumregulierung und andere, bereits bekannte, Kontroll- und Regeleinrichtungen beinhalten.

Durch Regelung unter Bezug auf Meßwerte, die repräsentativ für die Stoffwechselleistung der Kultur sind, weist diese bei gleichbleibenden Außenbedingungen pro Volumeneinheit stets gleiche Stoffwechselleistung auf. Damit kann einer derart geregelten Kulturanlage über lange Zeit stets gleichbleibend stoffwechselaktives Material zur Beimpfung von Folgekulturen entnommen werden.

Verändert man eine Kulturbedingung in der Zeit langsam genug, so werden sieb solche Organismen in der Kultur anreichern, die sich unter den jeweiligen

gegebenen Bedingungen im Selektionsvorteil befinden. Es tritt also eine Selektion besser angepaßter Organismen oder Mutanten in der Kultur auf. Wird der Anstieg des Änderungsgradienten der Stoffwechselleistung angepaßt, so wird im äußersten Fall der Gradient =0, die Kultur kann aber nicht durch Überschreiten eines Grenzwertes abgetötet werden. Änderungsgradienten sind interessant z. B. bezüglich der Temperatur, des pH-Wertes oder besonders für Konzentrationen von Substanzen für Selektionen wie: Resistenz gegen, erhöhte Abbaufähigkeit für, Anhäufungbestimmter Stoffwechselprodukte, Veränderung bisher inert erscheinender Substanzen (Umweltschutz) u. dgl. Besonders gute Resultate sind zu erwarten, wenn die Möglichkeit gegeben ist, die betreffende Bezugssubstanz oder Folgeprodukte direkt mit einem Meßwertaufnehmer oder durch eine schnelle automatische Analysenmethode zu bestimmen und für die Regelung des Gradientenanstieges zu verwenden. Bestrahlungen im Reaktionsgefäß durch z. B. punktförmige Quellen oder Zusatz mutationsauslösender Chemikalien können gegebenenfalls dem Gradienten zur Selektion eine Erhöhung der Mutationsrate parallel gehen lassen. Dies gilt selbstverständlich sinngemäß auch für Selektionen aus Mischpopulationen. Bei Konstanthalten der Kulturbedingungen resultiert eine gleichbleibende Stoffwechselleistung der Kultur in bezug auf den Meßwert für die Regelung, z. B. die CO₂-BiIdung pro Zeiteinheit. Dadurch können Einwirkungen von Außenbedingungen wie Temperatur, pH-Wert oder auch von Substanzen auf den steady state einer Kultur untersucht werden. Dabei wird unter ständiger Registrierung der Stoffwechselleistung der Kultur unter Konstanz aller anderen Parameter die interessierende Größe z. B. mit einem steilen Gradienten verändert (im Gegensatz zur Selektion, bei der mit möglichst flachen Gradienten gearbeitet wird). Durch Auswaschung bei weiterer Stoffwechseltätigkeit wird dann diese Substanzkonzentration einem der Stoffwechselleistung proportionalen Gradienten unterworfen. Damit ist es möglich, bei längerer Kulturzeit bei z. B. Giftstoffen die Erholungsphase, bei fördernden Substanzen die Abklingphase zu erfassen. Gemessen wird dabei der Einfluß der Substanz auf die je nach Meßwertaufnehmer definierte Stoffwechselleistung. Durch Kontrolle des Verlaufes der Stoffwechselleistung bei Ablauf eines vorgegebenen Gradienten (im Gegensatz zur Selektion ohne Steuerung des Gradientenanstieges), etwa bezüglich der Temperatur oder der Konzentration einzelner Substratkomponenten können Aussagen über z. B. optimale Konzentrationen oder Werte in bezug auf eine interessierende Optimierung des Stoffwechselablaufes erhalten werden.

Als Beispiel sei die Selektion gärender Hefen in bezug auf eine höhere Verträglichkeit gegenüber einer Substanz X bei manometrischer Messung der CO₂-Bildung pro Zeiteinheit angegeben: Druckanstieg am Manometer 22 durch die CO₂-BHdung bis zu einem vorgewählten Maximum, Weitergabe des Maximum-Signals über die Steuereinheit 24 an die Abgabepumpe 16, die in diesem Fall gleichzeitig als Rückstellpi:Tipe arbeitet und dem Kulturgefäß 10 etwas Kulturmedium und CO₂ entnimmt bis der eingestellte Minimalwert am Manometer 22 erreicht ist und dieses Minimumsignal die Abgabepumpe 16 stillsetzt. Der Gradientenanstiegsregler 23 hat inzwischen aus der geltenden Stoffwechselaktivität, die au* den Abstän-

den vorausgegangener Maximumsignale ermittelt wurde, den darauf bezüglichen Gradientenanstieg ermittelt und an die Steuereinheit 24 weitergegeben. Diese gibt das Signal zur Zugabe einer bestimmten menge von X an die Zugabepumpe 19, denn der Gra- "' dient insgesamt bedeutet die Zunahme von X im Kulturmedium pro Zeiteinheit durch eine jeweils gleiche Zugabemenge von X pro Maximumsignal, sein Anstieg wird durch eine jeweils geringere (oder höhere) Zugabemenge bei einem Maximumsignal, das eine ι« verringerte (oder erhöhte) Stoffwechselleistung anzeigt, verändert (wie später im einzelnen bei der Beschreibung des Registriergeräts und des Gradientenanstiegsregiers anhand von Fig. 2 beschrieben wird). Damit steigt die Konzentration von X in der Kultur ι > in Abhängigkeit von der Stoffwechselleistung - und der Selektion und Vermehrung besser angepaßter Organismen langsam im Kulturverlauf bis zu einer Grenze, die in den Organismen zu suchen ist. Es kann also mit einem solchen Verfahren auch die obere -'" Grenze für die Anpassungsfähigkeit in einem gegebenen Zeitraum für die Organismen ermittelt werden.

Bei der Analyse der Wirkung steigender Konzentrationen der Substanz X auf gärende Hefen bei manometrischer Messung der CO₂-Bildung pro Zeiteinheit wird bei fortlaufender Messung und Registrierung der Stoffwechselleistung der Gradientenanstiegsregler 23 ausgeschaltet und die Konzentration von X durch die Steuereinheit 24 pro Maximumsignal gleichbleibend oder um ein durch eine Kurve gegebe- w nes Maß erhöht. Bei einem vorgegebenen Grenzwert der Stoffwechselaktivität wird die Zugabe von X endgültig abgeschaltet und der weitere Verlauf der Stoffwechselleistung bis zum Erreichen der ursprünglichen Stoffwechselleistung als Erholungszeit verfolgt. Der π Gradient wird dabei zumeist steiler gewählt werden als bei einem Selektionsverfahren.

Wird dagegen z. B. eine Säurebildung als Meßwert erfaßt, muß das Kulturgefäß 10 zwar steril, nicht aber gasdicht ausgeführt sein. Die Meßspanne ist durch die t« Differenz der pH-Werte zwischen dem des sterilen Substrates und dem festgesetzten pH-Abweichwert durch Einstellung am pH-Meter 22 bestimmt. Die Rückstellung erfolgt als Rücktitration und wird je nach Kulturvolumen über eine Rückstellpumpe oder ein Magnetventil 20 erfolgen. Dabei ist eine Ablaufpumpe in diesem Falle einer pH-Steuerung bei Verwendung eines Kulturgefäßes mit Volumenkonstanz aufgrund der Ablaufstutzenhöhe nicht notwendig, was sinngemäß für alle Meßwertaufnehmer gilt, die keine Gas- oder Druckdichtigkeit des Kulturgefäßes voraussetzen.

Generell ist es zweckmäßig, bei allen genannten Verfahrensmöglichkeiten so vorzugehen, daß die jeweiligen Zugabemengen möglichst klein im Verhältnis zum Gesamtkulturvolumen sind (Medium, rückstellende Größe wie etwa Elektrolyt, und Substanzparameter), was durch erhöhte Konzentrationen besonders von rückstellenden Größen und Parametersubstanzen erreicht werden kann. Bei kleinen Kulturvo- ω lumina und hohen Temperaturschwankungen kann sich die Verwendung von Differenzdruckmanometern in Messung gegen ein steriles Vergleichsgefäß in Größe des Kulturgefäßes empfehlen. Dabei sind für Zu- und Abgabe nur Pumpen zu verwenden, die das f>5 Kulturgefäß - wie etwa Schlauchpumpen - immer gegen den barometrischen Außendruck voll abschließen.

Die Ermittlung und Registrierung der erforderlichen jeweiligen Stoffwechselleistung oder Aktivität der Kultur in bezug auf den jeweils ermittelten Meßwert erfolgt - bis auf die Möglichkeiten bei großen Kulturvolumina - am besten dadurch, daß zur Regelung die jeweilige Produktionsmenge eines Stoffwechselproduktes oder Veränderung einer Meßgröße zwischen zwei Schaltzuständen an einem Kontakt-Meßwertaufnehmer od. dgl. fortlaufend gemessen und die jeweiligen Veränderungsraten bzw. die »oberen« Schaltzustände vor der Rückstellung über einer analogen Zeitskala aufgetragen werden. Mit dieser Produktion oder Veränderung in bezug auf die Meßwerte in der Zeit ist die Stoffwechselleistung definiert.

Nach Fig. 2 kann zu diesem Zweck ein Registrierstift 30 mit gleichbleibender Geschwindigkeit aus einer Ausgangslage 31 quer zur Fortbewegungsrichtung (Pfeil) eines sich gleichmäßig vorschiebenden Registrierpapierstreifens (einstellbarer Papiervorschub 32) bewegt werden, ohne diesen zu berühren. Bei Eintreffen eines Signals druckt er einen Punkt, springt in die Ausgangslage zurück und läuft sofort wieder an, bereit, beim Eintreffen eines weiteren Signals zu drucken, zurückzuspringen usf. Man erhält dabei eine für die Stoffwechselleistung charakteristische Punktfolge in einem Abstand von der Ausgangslage, die einerseits dem Zeitmaß, andererseits den jeweils gleichbleibenden Abläufen bei Eintreffen eines Signals entspricht (Produktbildungsmenge, damit Substratverbrauch, Zugabe- und Abgabemenge von Substrat bzw. Kulturmedium, Rückstellgröße, Veränderungsparameter etc.). Dadurch kann der Registrierstreifen entweder im Zeitmaß oder dem Maß für eine der gleichbleibenden Größen beim Eintreffen eines Signals geeicht werden.

Da bei dem Verfahren die Stoffwechselleistung, also die Zeit für eine meßbare, vorgegebene Produktionsrate eines Stoffwechselproduktes oder die Veränderungsrate einer Meßgröße erfaßt werden muß, ist es aus Gründen der Anpassung an verschiedene Aufgaben zweckmäßig, für den gleichmäßigen Lauf des Registrierstiftes 30 über die Gesamtbreite des Registrierpapierstreifens (einstellbarer Papiervorschub 32) verschieden einstellbare Durchlaufzeiten am Registriervorschub 36 vorzusehen. Ein Endschalter 33 bewirkt dabei, daß bei großen Signaiabständen, z. B. einer Anlaufphase, der Stift bei Erreichen dieses Endschalters 33 ohne auszudrucken in die Ausgangslage 31 zurückspringt und sofort wieder anläuft, so daß in einem solchen Fall die tatsächlichen Signalabstände auch aus dem Punktabstand in der Fortbewegungsrichtung des Registrierstreifens abgelesen werden können. Auch der Registriervorschub 34 sollte verschiedene Vorschubgeschwindigkeiten zulassen. Zusätzlich ist zur Erhöhung der Empfindlichkeit eine Unterdrückung des Anlaufbeginnes nach erfolgter Rückstellung des Registrierstiftes durch eine Verzögerungsschaltuhr 35 vorzusehen. Sind z. B. Signalfolgen von 150 see zu erwarten, sind bei einer Durchlaufzeit von 180 see und einer Schreibbreite von 60 mm 0,3 mm/sec ablesbar, bei einer Unterdriikkungszeit von 120 see könnte dagegen eine Durchlaufzeit von 60 see gewählt und eine Ablesung von 1 mm/sec erreicht werden.

Bereits auf dem Markt befindliche, sogenannte Plotter, weisen ähnliche Merkmale auf. Allerdings werden diese in beiden Koordinaten so angesteuert, daß sie Signale aus Rechenmaschinen zu Kurven bzw.

Zeichnungen verarbeiten, d. h. also in beiden Koordinaten in + und — Richtung. Zudem verarbeiten diese Geräte sehr hohe Signalfolgen pro Zeiteinheit und sind damit wesentlich höher spezifiziert ausgelegt; dabei wird auf einer ruhenden Unterlage aufgezeichnet. Im Unterschied dazu werden bei dem hier beschriebenen Gerät sehr langsame Signalfolgen (max. 2/min) in nur einer Richtung der Ordinate gegen eine analoge - zumeist Zeitskala - bei einem bewegten Registrierpapierstreifen erfaßt.

Auch das Registriergerät kann zur Ansteuerung durch Signale in beiden Richtungen bei ruhender Unterlage ausgebaut werden, was die Registrierung zweier vergleichsweise langsamer Vorgänge in bezug aufeinander erlaubt. Periodische Vorgänge oder auch Langzeit-Abläufe sind gut zu überwachen, wenn die analoge Zeitskala kreisförmig, also in der Art von Fahrtenschreibern, ausgebaut wird. Dies gilt besonders für z. B. Wachstumskurven von batch-KuItüren, wobei die maximal theoretisch mögliche CO₂-Menge als äußerste Anschlaggrenze angenommen und die Schrittlänge des Registrierstiftes ohne Rücklauf nach jedem Maximum-Signal diesem theoretischen Maximal-Anschlag angepaßt wird.

Die Vielseitigkeit des Registriergerätes resultiert vor allem daraus, daß keine Meßwerte, sondern Schaltzustände erfaßt werden, was eine spezielle diesbezügliche Anpassung an die zu überwachenden Systeme überflüssig macht.

Durch Anordnung von verstellbaren Berührungsschaltern 37 im Wege des Registrierstiftes 30 kann das Gerät auch für die Gradientenanstiegsregelung eingesetzt werden. Da mit der Stoffwechselleistung immer die Bildung einer Stoffwechselproduktrate oder Veränderungsrate einer Meßgröße erfaßt werden, gibt der Abstand der Punktfolge von der Ausgangslage 31 des Registrierstiftes 30 gleichzeitig den zeitlichen Abstand für die Änderungsraten an. Setzt man unter gleichbleibenden Normalbedingungen für die Kultur diesen Punktabstand im Zeitabstand also

15

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40 100% der Stoffwechselleistung, so entspricht der halbe Abstand 200%, der doppelte Abstand 50 % dieser Stoffwechselleistung, da für die gleiche Änderungsrate die halbe bzw. die doppelte Zeitspanne benötigt wurde.

Die Gradientensteuerung kann im einfachsten Falle so erfolgen, daß z. B. das Volumen einer Verdrängungspumpe über eine Kurvenscheibe verändert, oder die Drehzahl eines Pumpenmotors durch Verstellung eines Potentiometers variiert wird. - Der Servomotor zum Antrieb der Kurvenscheibe oder eines Potentiometers wird über eine Schaltuhr 38 so reguliert, daß das Programm von 0 bis 100% in einer vorgebbaren Zeit abläuft.

Ist ein Signalabstand von 150 see bei 100% der Stoffwechselleistung nach obiger Definition gegeben und läßt man zur Sicherheit der Kultur einen Rückgang dieser Leistung auf 50% zu, entspricht dies einer möglichen Signalabstandszeit von 225 see. Bei 60 mm Schreibbreite und einer Unterdrückungszeit von 120 see ist dann eine Durchlauf zeit von 120 see, entsprechend 0,5 mm/sec, möglich. Für eine Zugabe von 100 bis 0% einer Substanz, die im Gradienten zugegeben werden soil, stehen also 225 —150 = 75 see zur Verfügung, die an der Schaltuhr 38 eingestellt werden. Trifft ein Maximumsignal nach 150 see ein, werden 100% der entsprechenden Substanzmenge zugegeben. Trifft das Signal infolge gesunkener Stoffwechselleistung erst nach 225 see ein, erfolgt keine Zugabe, während bei 187,5 see 50% der entsprechenden Substanzmenge zugegeben werden. — Die Gradientenanstiegsregulierung wird in diesem Falle also von den Berührungsschaltern 37 des Registriergerätes aus vorgenommen. - Was die Form der Gradienten betrifft, können z. B. verwendete Potentiometer ebenso linear wie logarithmisch gewickelt sein, Kurvenscheiben jeder gewünschten Form verwendet, wie auch der Gradient proportional, umgekehrt proportional oder in anderer Form abhängig von der Stoffwechselleistung geartet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kultivierung von Mikroorganismen, bei der Messungen in bezug auf das Stoffwechselgeschehen durchgeführt werden, wobei zumindest einer der Parameter, die sich aus Kulturbedingungen und/oder Fremdstoffzugaben und/oder Organismeneigenschaften ergeben, fortlaufend einem Gradienten in Änderungsrichtung auf einen vorgegebenen Wert unterworfen und die StoffwechseUeistung der Kultur fortlaufend ermittelt wird, aus einem Kulturgefäß in Form eines gasdichten Behälters mit einem Temperiermantel, der über einen Umwälzthermostaten temperierbar ist, einer Zulaufpumpe, mittels der in das Kultargefäß durch eine Leitung aus einem Vorratsbehälter frisches Medium pumpbar ist, einem verschließbaren Stutzen zur Startbeimpfung und Probenahme und einem Magnetrührer für die Homogenität der Kultur, gekennzeichnet durch

a) eine Ablaufpumpe (16), mittels der Überschuß-Kulturmedium und gebildetes Gas entnehmbar ist,

b) eine unten offene, den Durchlauf zugegebenen frischen Mediums durch das ganze Kulturgefäß gewährleistende Trennwand im Kulturgefäß (10) zwischen Zu- und Ablaufstiitzeu,

c) einen Zugabeteil (18) zur wechselweisen oder in Parallelschaltung gemeinsamen Zugabe von Fremdstoffen,

d) einen Anschluß einer Zugabepumpe (19) für den Gradienten einer gelösten Untersuchungssubstanz oder/und Rückstellpumpe zur Zugabe eines Elektrolyten bei einer pH-Steuerung,

e) einen Meßsignale direkt oder über einen Gradienten-Anstiegsregler (23) einem Steuergerät (24) direkt gebenden Meßwertaufnehmer (22), wobei

f) das Steuergerät (24) die Meßsignale an ein Registriergerät (25) weitergebend ausgebildet ist,

g) das Registriergerät (25) mit Hilfe des/der Berührungsschalter (26) direkt oder über den Gradienten-Anstiegsregler (23) Einfluß auf das Steuergerät (24) nehmend ist, und

h) das Steuergerät (24) die eingestellte Rührerkonstanz aufrechterhaltend ist, aufgrund der Meßsignale die Zu- und Ablaufpumpen (16 bzw. 18) und die Rückstellpumpe (20) und aufgrund der Signale des Gradienten-Anstiegsreglers (23) die Gradientenzulaufpumpe (19) oder den Umwälzthermostaten (12) betätigend ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Registriergerät mit einstellbarem Papiervorschub (32), mit einem Registrierstift (34) mit einer einstellbaren konstanten Durchlaufzeit für die Registrierpapierbreite, mit einstellbaren Endschaltern (33) und/oder Berührungsschaltern (37) und mit einem Zählwert (38) in Kopplung mit einem Zeitzählwerk zum Ermitteln der Stoffwechselleistung und zum darauf bezogenen Regeln des Gradientenanstiegs.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kultivierung von Mikroorganismen, bei der Messungen in bezug auf das Stoffwechselgeschehen durchgeführt werden, wobei zumindest einer der Parameter, die sich aus Kulturbedingungen und/oder Fremdstoffzugaben und/oder Organismeneigenschaften ergeben, fortlaufend einem Gradienten in Änderungsrichtung auf einen vorgegebenen Wert unterworfen und die Stoffwechselleistung der Kultur fortlaufend ermittelt wird, aus einem Kulturgefäß in Form eines gasdichten Behälters mit einem Temperiermantel, der über einen Umwälzthermostaten temperierbar ist, einer Zulaufpumpe, mittels der in das Kulturgefäß durch eine Leitung aus einem Vorratsbehälter frisches Medium pumpbar ist, einem verschließbaren Stutzen zur Startbeimpf ung und Probenahme und einem Magnetrührer für die Homogenität der Kultur.

Die Kultivierung von Mikroorganismen entsprechend der eingangs erwähnten Art verläuft meist über sehr lange Zeit, insbesondere wenn es sich dabei um die Selektion und Anreicherung von Mutanten, Langzeitüberwachungen od. dgl. handelt. Die bisherigen Vorrichtungen zur Durchführung derartiger Verfahren müssen jedoch fortlaufend überwacht und betätigt bzw. geregelt werden, so daß über den gesamten Zeitablauf die Anwesenheit einer geschulten Bedienungsund Überwachungsperson erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannten Vorrichtungen derart zu verbessern, daß die Kultivierungsvorgänge automatisch durchgeführt werden können, ohne daß es einer Überwachung und eines Eingriffs durch eine Bedienungsperson bedarf. Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Patentanspruch 2 beinhaltet eine Ausgestaltung der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Wirkungsweise wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Skizze des grundsätzlichen Aufbaus der Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Skizze eines Registriergerätes für die Vorrichtung von Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung besteht aus einem Kulturgefäß 10 in Form eines gasdichten Behälters mit Temperiermantel 11, der über einen Umwälzthermostaten 12 temperiert wird. Frisches Medium wird mittels der Zulaufpumpe 14 durch die Leitung 13 aus dem Vorratsbehälter 15 in das Kulturgefäß 10 gepumpt, Überschuß-Kulturmedium und gebildetes Gas werden mittels der Ablaufpumpe 16 entnommen. Eine unten offene Trennwand im Kulturgefäß 10 zwischen Zu- und Ablaufstutzen gewährleistet den Durchlauf zugegebenen frischen Mediums durch das ganze Kulturgefäß. Ein verschließbarer Stutzen 17 dient der Startbeimpfung und Probenahme. Ein weiterer Zugabeteil dient wechselweise oder in Parallelschaltung gemeinsam der Zugabe 18 von Fremdstoffen, dem Anschluß einer Zugabepumpe 19 für den Gradienten einer gelösten Untersuchungssubstanz oder/und einer Rückstellpumpe 20 zur Zugabe des Elektrolyten bei einer pH-Steuerung. Die notwendige Homogenität der Kultur wird durch einen Magnetrührer 21 erreicht. Der Meßwertaufnehmer 22 gibt Meßsignale direkt oder über einen Gradienten-Anstiegsregler 23 zum Steuergerät 24. Dieser gibt die Meßsignale weiter an das Registriergerät 25, das mit Hilfe des/der Berührungsschalter 26 entweder direkt