LT6395B - Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas - Google Patents
Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas Download PDFInfo
- Publication number
- LT6395B LT6395B LT2015062A LT2015062A LT6395B LT 6395 B LT6395 B LT 6395B LT 2015062 A LT2015062 A LT 2015062A LT 2015062 A LT2015062 A LT 2015062A LT 6395 B LT6395 B LT 6395B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- rate
- oxygen
- bioreactor
- substrate
- growth rate
- Prior art date
Links
- 244000005700 microbiome Species 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 abstract 1
- FMIALDTXQFBRKH-YVPNKAGPSA-N alpha-NeupAc-(2->8)-alpha-NeupAc-(2->3)-beta-D-Galp Chemical compound O1[C@@H]([C@H](O)[C@H](O)CO)[C@H](NC(=O)C)[C@@H](O)C[C@@]1(C(O)=O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1[C@H](NC(C)=O)[C@@H](O)C[C@@](C(O)=O)(O[C@H]2[C@H]([C@@H](CO)O[C@@H](O)[C@@H]2O)O)O1 FMIALDTXQFBRKH-YVPNKAGPSA-N 0.000 description 10
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 7
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 7
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012526 feed medium Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011090 industrial biotechnology method and process Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Išradimas yra susijęs su bioreaktorių automatinio valdymo sistema ir būdu, konkrečiai automatine valdymo sistema, leidžiančia kontroliuoti mikroorganizmų kultūrų kultivavimo procesus. Pasiūlyta automatinė valdymo sistema kontroliuoja paduodamo į bioreaktorių maitinančio substrato srautą taip, kad būtų užtikrintas vartotojo užsiduotas specifinis mikroorganizmų augimo greitis. Mikroorganizmų augimo greitis nustatomas netiesioginiu būdu matuojant bioreaktoriuje kultivuojamos kultūros deguonies sunaudojimo greitį. Valdymo sistema realizuota kombinuoto reguliatoriaus pagalba, kuris bendrą maitinančio substrato srautą formuoja iš dviejų dalių: bazinis substrato srautas yra nustatomas iš koreliacijos tarp sunaudojamo substrato ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio, o koreguojantis substrato srautas nustatomas priklausomai nuo paklaidos tarp užduoto ir bioreaktoriuje stebimo deguonies sunaudojimo greičio. Užduotas deguonies sunaudojimo greitis papildomai koreguojamas pagal užduoto ir bioreaktoriuje stebimo sunaudoto deguonies kiekio santykį. Automatino reguliatoriaus suderinimo parametrai keičiami adaptyviai, priklausomai nuo mikroorganizmo kultūros deguonies sunaudojimo greičio.
Description
Išradimo sritis
Išradimas yra susijęs su bioreaktorių automatinio valdymo sistema ir būdu, konkrečiai automatine valdymo sistema, leidžiančia kontroliuoti mikroorganizmų kultūrų kultivavimo procesus.
Technikos lygio aprašymas
Pramoninių biotechnologinių procesų efektyvumą apsprendžia juose auginamos mikroorganizmų kultūros ir jų kultivavimo režimai. Mikroorganizmų kultivavimas atliekamas specialiuose bioreaktoriuose, kuriuose sukuriamos tinkamos sąlygos mikroorganizmų kultūrų augimui. Bioreaktoriuose specialių valdiklių pagalba palaikoma racionali kultivavimo terpės temperatūra, rūgštingumas ir tinkami kultivavimo terpės maišymo bei aeracijos režimai. Svarbiausią įtaką mikroorganizmų augimui turi kultūros augimui būtinos maitinamosios terpės į bioreaktorių padavimas. Tradiciniuose periodiniuose kultivavimo procesuose visa maitinamoji terpė į bioreaktorių patiekiama kultivavimo proceso pradžioje ir kultivavimo procesai yra nevaldomi. Šiuo metu labiausiai paplitusiuose pažangiuose mikroorganizmų kultivavimo procesuose (kultivavimo procesai su pamaitinimu) maitinamoji terpė mikroorganizmams tiekiama palaipsniui viso kultivavimo proceso vykdymo metu. Šiuo metu nėra žinoma būdų, kaip tiesiogiai su pakankamu tikslumu išmatuoti mikroorganizmų augimo greitį ir pagal tai valdyti maitinamosios terpės padavimą. Todėl maitinamosios terpės į bioreaktorių tiekimas dažniausiai atliekamas programiniu būdu pagal iš anksto numatytą maitinamosios terpės tiekimo į bioreaktorių grafiką. Toks maitinamosios terpės tiekimas ir mikroorganizmų augimo greičio valdymas yra netikslus, labai jautrus įvairiems trikdžiams ir sukelia didelius gaunamų bioproduktų koncentracijų svyravimus. Kad padidinti mikroorganizmų augimo greičio valdymo sistemų tikslumą ir užtikrinti stabilias sintezuojamų bioproduktų koncentracijas bandoma kurti netiesiogines mikroorganizmų augimo greičio reguliavimo ir valdymo sistemas. Šiose sistemos mikroorganizmų augimo greitis nustatomas netiesiogiai, panaudojant kitų procesų kintamųjų matavimo informaciją bei specialias skaičiavimo procedūras, o maitinamosios terpės į bioreaktorių padavimo valdymas ir reguliavimas atliekamas atsižvelgiant į netiesiogiai apskaičiuotą mikroorganizmų augimo greitį.
Yra žinomas netiesioginis mikroorganizmų augimo greičio reguliavimo būdas (Akesson, M. (1999). Probing control of glucose feeding iri Escherichia coli cultivations. ISRN LUTFD2/TFRT-1057-SE. PhD thesis. Department of automatic control, Lund Institute of Technology, Svvederi) besiremiantis testiniais pamaitinančio substrato padavimo signalais ir atitinkama ištirpusio deguonies jutiklio signalo analize. Šio būdo realizavimui proceso metu reikalinga atlikti trumpo laikotarpio aktyvius testinius eksperimentus ir tai apriboja šio būdo taikymą realiuose pramoniniuose procesuose. Be to taikant šį metodą remiamasi lokaliniais ištirpusio deguonies matavimo jutikliais, kurie nepilnai charakterizuoja bendrą bioreaktoriaus kultivavimo terpės būseną.
JAV patentinėje paraiškoje Nr. US 08/289,610 yra aprašoma mikroorganizmų augimo greičio reguliavimo sistema, keičianti maitinančio substrato padavimą mikroorganizmų kultivavimo metu. Valdymo sistema remiasi laboratoriniais maitinančio substrato koncentracijos matavimų eksperimentais ir skaičiavimo procedūromis, kurios leidžia apskaičiuoti maitinančio substrato srautą sekančio kultivavimo eksperimento etapui. Tačiau ši sistema praktiškai sunkiai realizuojama pramoniniuose procesuose, reikalauja daug sąnaudų atliekant eksperimentinius substrato koncentracijos bioreaktoriuje matavimus, be to sistemos palaikymas reikalauja daug darbo sąnaudų kalibruojant substrato matavimo metodus.
JAV patente Nr. US 7,521,203 (B2) yra aprašomas mikroorganizmų augimo greičio reguliavimo būdas, besiremiantis buferinio tirpalo tiekimo į bioreaktorių srautu, kuris prie tam tikrų sąlygų yra proporcingas mikroorganizmų augimo greičiui. Šis buferinis tirpalas yra naudojamas bioreaktoriaus terpės rūgštingumui palaikyti. Tačiau paminėtas būdas gali iššaukti didelius reguliuojamo augimo greičio svyravimus, nežymiai pasikeitus kultivavimo terpės cheminei sudėčiai ir jos rūgštingumui. Tai stabdo šio būdo taikymą pramoniniuose biotechnologiniuose procesuose.
Artimiausias analogas yra netiesioginis mikroorganizmų augimo greičio reguliavimo būdas (Kuprijanov, Artur, Schaepe, Sebastian, Aehle, Mathias, Simutis, Rimvydas, Lubbert, Andreas, Improving cultivation processes for recombinant protein production. /7 Bioprocess and Biosystems Engineering. Berlin : Springer. ISSN 1615-7591. 2012, Vol. 35, iss. 3, p. 333-340), besiremiantis proceso metu nustatomu anglies dvideginio išsiskyrimo greičiu ir išsiskiriančio anglies dvideginio kiekiu. Tačiau minėto būdo praktinis realizavimas yra gana sudėtingas, kadangi reguliavimui realizuoti reikia iš anksto žinoti apytikrį maitinančio substrato laikinį profilį. Be to šio būdo tikslumą riboja tai, kad reguliatorių parametrai nėra adaptuojami mikroorganizmų kultivavimo metu ir tai sukelia dideles reguliavimo paklaidas keičiantis biotechnologinio proceso dinamikai.
Išradimu yra išvengiama minėtų analogų trūkumų ir yra įgyvendinamas pamaitinančio substrato padavimas į bioreaktorius automatinę valdymo sistemą netiesioginių matavimo metodų pagalba, tinkamai reguliuojant vartotojo užsiduotą mikroorganizmų kultūros santykinį augimo greitį ir tuo pačiu užtikrinant gerą procesų atsikartojamumą, aukštą sintezuojamų produktų koncentraciją bei kokybę. Pasiūlyta automatinė valdymo sistema leidžia paprasčiau ir stabiliau reguliuoti vartotojo užsiduotą mikroorganizmų kultūros santykinį augimo greitį ir tuo pačiu įgalinti geresnį procesų atsikartojamumą, aukštesnę sintezuojamų produktų koncentraciją bei geresnę produktų kokybę.
Trumpas išradimo aprašymas
Pasiūlyta automatinė valdymo sistema kontroliuoja paduodamo į bioreaktorių maitinančio substrato srautą taip, kad būtų užtikrintas vartotojo užsiduotas specifinis mikroorganizmų augimo greitis. Mikroorganizmų augimo greitis nustatomas netiesioginiu būdu matuojant bioreaktoriuje kultivuojamos kultūros deguonies sunaudojimo greitį. Valdymo sistema realizuota kombinuoto reguliatoriaus pagalba, kuris bendrą maitinančio substrato srautą formuoja iš dviejų dalių: bazinis substrato srautas yra nustatomas iš koreliacijos tarp sunaudojamo substrato ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio, o koreguojantis substrato srautas nustatomas priklausomai nuo paklaidos tarp užduoto ir bioreaktoriuje stebimo deguonies sunaudojimo greičio. Norint išvengti atsitiktinių proceso trikdžių įtakos produkto kokybei užduotas deguonies sunaudojimo greitis papildomai koreguojamas pagal užduoto ir bioreaktoriuje stebimo sunaudoto deguonies kiekio santykį. Kad užtikrinti aukštą reguliavimo kokybę keičiantis kultivuojamo proceso dinamikai, automatino reguliatoriaus suderinimo parametrai keičiami adaptyviai, priklausomai nuo mikroorganizmo kultūros deguonies sunaudojimo greičio.
Trumpas brėžinių aprašymas
Kiti išradimo požymiai ir privalumai yra aprašomi detaliame išradimo aprašyme su nuoroda į žemiau pateiktus brėžinius:
Pav. 1 yra pavaizduota substrato padavimo į bioreaktorių automatinės valdymo sistemos schema
Detalus išradimo aprašymas
Turėtų būti suprantama, kad daugybė konkrečių detalių yra išdėstytos, siekiant pateikti pilną ir suprantamą išradimo pavyzdinio įgyvendinimo aprašymą. Tačiau srities specialistui bus aišku, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžių detalumas neapriboja išradimo įgyvendinimo, kuris gali būti įgyvendintas ir be tokių konkrečių nurodymų. Gerai žinomi būdai, procedūros ir sudedamosios dalys nebuvo detaliai aprašyti, kad išradimo įgyvendinimo pavyzdžiai nebūtų klaidinantys. Be to, šis aprašymas neturi būti laikomas apribojančiu pateiktus įgyvendinimo pavyzdžius, o tik kaip jų įgyvendinimas.
Atlikus biotechnologinio proceso eksperimentinių duomenų analizę ir išnagrinėjus panašių mikroorganizmų kultūrų kultivavimo duomenis, yra parenkamas racionalus mikroorganizmų specifinio augimo greičio laikinis profilis μ (t). Pavyzdžiui pirmoje proceso kultivavimo fazėje yra parenkamas specifinis mikroorganizmų augimo greitis p(t), kuris sudaro apie 90% maksimalaus augimo greičio, t.y. μ(ί) * 0.9 Pmax· Antroje kultivavimo fazėje yra parenkamas toks specifinis augimo greitis, kuris sudaro optimalias sąlygas sintezuojamo produkto skyrimuisi. Pagal pasirinktą augimo greičio profilį μ(ί) ir pradinį mikroorganizmų biomasės kiekį X (0) yra skaičiuojamas mikroorganizmų biomasės X(t) ir augimo greičio p(t)X(t) kitimas nuo proceso pradžios t =0, iki proceso pabaigos t = tf . Tam skaitiniais metodais integruojama diferencialinė lygtis [1]:
f = [1] ir taikant integravimo metu gautas reikšmes X(t) ir p(t)X(t), pagal išraišką [2] yra paskaičiuojama, kaip proceso metu bioreaktoriuje (3) turėtų keistis deguonies sunaudojimo greitis , DSG (t), kai proceso metu realizuojamas pasirinktas μ(ί) profilis
DSG(t) = ΚμιφΧφ + K2X(t) [2] čia Ki ir K2 yra konstantos, nustatomos konkrečiam procesui iš turimų eksperimentinių duomenų.
Toliau integruojant laike deguonies sunaudojimo DSG(t) išraišką [2] gaunamas deguonies sunaudojimo kultivavimo metu kiekis DSK(t). Toks DSK(t) yra stebimas kultivavimo proceso metu, jeigu proceso metu yra palaikomas vartotojo pasirinktas specifinis mikroorganizmų augimo greitis μ (t). Jei mikroorganizmų kultivavimo metu yra palaikomi aukščiau paskaičiuoto deguonies sunaudojimo greičio DSG(t) ir deguonies sunaudojimo kiekio DSK(t) laikiniai profiliai, tuo pačiu kultivavimo proceso metu yra išlaikomas vartotojo pasirinktas mikroorganizmų specifinio augimo greičio profilis μ(ί). Taigi šioje automatinio valdymo sistemoje specifinio augimo greičio valdymo uždavinys transformuojamas į DSG(t) ir DSK(t) valdymo uždavinį.
Pav. 1 pavaizduota mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema, susideda iš adaptyvaus reguliatoriaus 1, bazinio pamaitinimo srauto skaičiuoklio 2, bioreaktoriaus 3, deguonies sunaudojimo greičio ir deguonies sunaudojimo kiekio skaičiuoklio 4, sumatorių 5 ir 6 bei aritmetinių įtaisų 7 ir 8.
Automatinės valdymo sistemos kombinuotas reguliatorius (1) į reaktorių (3) paduodamo maitinančio substrato bendrą srautą formuoja iš dviejų dalių, pagal kultivuojamos kultūros deguonies sunaudojimo greitį: bazinio substrato srauto, kuris yra nustatomas iš koreliacijos tarp sunaudojamo substrato ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio, ir koreguojančio substrato srauto, kuris nustatomas priklausomai nuo paklaidos tarp užduoto ir bioreaktoriuje stebimo deguonies sunaudojimo greičio. Tam, kad būtų išvengta atsitiktinių proceso trikdžių įtakos produkto kokybei, užduotas deguonies sunaudojimo greitis yra papildomai koreguojamas pagal užduoto ir bioreaktoriuje (3) stebimo sunaudoto deguonies kiekio santykį.
Mikroorganizmų kultivavimo metu bazinio pamaitinimo srauto skaičiuoklių (2) bioreaktoriuje (3) yra nustatomas deguonies sunaudojimo greitis DSGb(t) ir deguonies sunaudojimo kiekis DSKb(t). Šis dydis yra palyginamas su vartotojo pasirinktam specifinio augimo greičio profiliui p(t) paskaičiuotu DSG(t) dydžiu. Pagal šių dydžių skirtumą reguliatorius (1) suformuoja pamaitinančio substrato srauto korekciją AF. Bazinis pamaitinančio substrato srautas (F) yra paskaičiuojamas aritmetiniame įtaise (7), atsižvelgiant į pagal vartotojo reikalavimus suformuotą deguonies sunaudojimo greitį DSG(t) ir koreliacinę išraišką tarp sunaudojamo substrato kiekio ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio. Ši koreliacija nustatoma kiekvienai mikroorganizmų kultūrai eksperimentiškai. Bazinis pamaitinančio substrato srautas (F) ir srauto korekcija (AF) yra apjungiami sumatoriuje (6) ir suminis srautas yra paduodamas į bioreaktorių (3). Kultivavimo metu aritmetiniame įtaise (7) taip pat yra skaičiuojamas deguonies sunaudojimo kiekio bioreaktoriuje DSKb(t) ir pagal vartotojo poreikius planuoto deguonies sunaudojimo kiekio DSK(t) santykis. Jei dėl įvairų mikroorganizmų kultivavimo proceso trikdžių šis santykis pradeda skirtis nuo vieneto, aritmetiniame įtaise (8) atitinkamai yra pakoreguojamas (padidinamas arba sumažinamas) vartotojo suformuotas deguonies sunaudojimo greičio DSG(t) nuostatas.
Išradimas yra skirtas kontroliuoti mikroorganizmų kultūrų kultivavimo procesus, pritaikant racionalius pamaitinančio substrato tiekimo j bioreaktorių režimus, kurie parenkami taip, kad užtikrinti vartotojo nustatytą mikroorganizmų kultūros specifinį augimo greitį. Tinkamas pamaitinimo režimų realizavimas įgalina gauti stabilius, atsikartojančius biotechnologinius procesus, padidina tikslinių sintezuojamų produktų koncentraciją ir kokybę.
Nors išradimo aprašyme buvo išvardinta daugybė charakteristikų ir privalumų, kartu su išradimo struktūrinėmis detalėmis ir požymiais, aprašymas yra pateikiamas kaip pavyzdinis išradimo išpildymas. Gali būti atlikti pakeitimai detalėse, ypatingai medžiagų formoje, dydyje ir išdėstyme nenutolstant nuo išradimo principų, vadovaujantis plačiausiai suprantamomis apibrėžties punktuose naudojamų sąvokų reikšmėmis.
Claims (5)
- Išradimo apibrėžtis1. Mikroorganizmų augimo greičio valdymo sistema apimanti biorektorių (3), besiskirianti tuo, kad apima adaptyvų kombinuotą reguliatorių (1), bazinio pamaitinimo srauto skaičiuoklį (2), deguonies sunaudojimo greičio ir deguonies sunaudojimo kiekio skaičiuoklį (4), sumatorius (5, 6) ir aritmetinius įtaisus (7, 8).
- 2. Mikroorganizmų augimo greičio valdymo būdas naudojant sistemą pagal 1 punktą, apimantis netiesioginį kultivuojamos kultūros deguonies sunaudojimo greičio nustatymą ir substrato tiekimą j biorektorių pagal nustatytą mikroorganizmų deguonies sunaudojimo greitį, besiskiriantis tuo, kad apima žingsnius:a) yra parenkamas racionalus mikroorganizmų specifinio augimo greičio laikinis profilis;b) pagal pasirinktą augimo greičio profilį ir pradinį mikroorganizmų biomasės kiekį yra skaičiuojamas mikroorganizmų biomasės ir augimo greičio kitimas nuo proceso pradžios, iki proceso pabaigos;c) integruojama deguonies sunaudojimo greičio išraiška tam, kad būtų gautas deguonies sunaudojimo kiekis, kultivavimo metu;d) yra formuojamas maitinančio substrato srautas iš dviejų dalių,e) pirmos dalies srautas ir antros dalies srautas yra apjungiami sumatoriuje (6) ir suminis srautas yra paduodamas j bioreaktorių (3);f) deguonies sunaudojimo greitis papildomai koreguojamas pagal užduoto ir bioreaktoriuje stebimo sunaudoto deguonies kiekio santykį;g) automatino reguliatoriaus suderinimo parametrai keičiami adaptyviai, priklausomai nuo mikroorganizmo kultūros deguonies sunaudojimo greičio.
- 3. Būdas pagal 2 punktą, kuriame mikroorganizmų biomasės ir augimo greičio kitimo nuo proceso pradžios iki proceso pabaigos skaičiavimas yra atliekamas integruojant diferencialinę lygtį, o naudojant integravimo metu gautas reikšmes yra paskaičiuojamas deguonies sunaudojimo greičio pokytis bioreaktoriuje (3), kai proceso metu yra realizuojamas pasirinktas profilis.
- 4. Būdas pagal 2 punktą, kuriame kaip minėta pirma srauto dalis yra nustatomas bazinis substrato srautas iš koreliacijos tarp sunaudojamo substrato ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio, o kaip minėta antra srauto dalis yra nustatomas koreguojantis substrato srautas, priklausomai nuo paklaidos tarp užduoto ir bioreaktoriuje stebimo deguonies sunaudojimo greičio.
- 5. Būdas pagal 4 punktą, kur substrato bazinio srauto nustatymas apima žingsnius:i) deguonies sunaudojimo greičio ir deguonies sunaudojimo kiekio nustatymą bioreaktoriuje (3), bazinio pamaitinimo srauto skaičiuoklių (2);ii) žingsnyje i) gauto dydžio palyginimą su deguonies sunaudojimo greičiu, paskaičiuotu iš anksto parinktam specifinio augimo greičio profiliui;iii) pamaitinančio substrato srauto korekcijos formavimą reguliatoriuje (1) pagal žingsnyje ii) gautą dydžių skirtumą;iv) bazinio pamaitinančio substrato srauto skaičiavimą aritmetiniame įtaise (7), atsižvelgiant į deguonies sunaudojimo greitį ir koreliacinę išraišką tarp sunaudojamo substrato kiekio ir jam oksiduoti reikalingo deguonies kiekio.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2015062A LT6395B (lt) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2015062A LT6395B (lt) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2015062A LT2015062A (lt) | 2017-02-27 |
| LT6395B true LT6395B (lt) | 2017-06-12 |
Family
ID=58094071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2015062A LT6395B (lt) | 2015-07-24 | 2015-07-24 | Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6395B (lt) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4083185A1 (en) | 2021-04-02 | 2022-11-02 | Kaunas University of Technology | Method for design and adaptation of feeding profiles for recombinant e.coli fed-batch cultivation processes |
| LT7058B (lt) | 2023-06-22 | 2024-04-25 | Kauno technologijos universitetas | Tikslinio produkto sintezės maksimizavimo būdas pusiau periodiniuose rekombinantinių e. coli kultivavimo procesuose |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521203B2 (en) | 2002-11-12 | 2009-04-21 | N.V. Organon | Feeding processes for fermentation |
| US8289610B2 (en) | 2009-08-27 | 2012-10-16 | Guardian Industries Corp. | Electrochromic devices, assemblies incorporating electrochromic devices, and/or methods of making the same |
-
2015
- 2015-07-24 LT LT2015062A patent/LT6395B/lt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521203B2 (en) | 2002-11-12 | 2009-04-21 | N.V. Organon | Feeding processes for fermentation |
| US8289610B2 (en) | 2009-08-27 | 2012-10-16 | Guardian Industries Corp. | Electrochromic devices, assemblies incorporating electrochromic devices, and/or methods of making the same |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| A. KUPRIJANOV ET AL: "Improving cultivation processes for recombinant protein production.", BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING. BERLIN : SPRINGER, 2012 |
| M. AKESSON: "Probing control of glucose feeding in Escherichia coli cultivations.", ISRN LUTFD2/TFRT-1057-SE. PHD THESISDEPARTMENT OF AUTOMATIC CONTROL, LUND INSTITUTE OF TECHNOLOGY, SWEDEN), 1999 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4083185A1 (en) | 2021-04-02 | 2022-11-02 | Kaunas University of Technology | Method for design and adaptation of feeding profiles for recombinant e.coli fed-batch cultivation processes |
| LT7058B (lt) | 2023-06-22 | 2024-04-25 | Kauno technologijos universitetas | Tikslinio produkto sintezės maksimizavimo būdas pusiau periodiniuose rekombinantinių e. coli kultivavimo procesuose |
| EP4481031A1 (en) | 2023-06-22 | 2024-12-25 | Kaunas University of Technology | Method of target product synthesis maximization in semi-batch cultivation processes of recombinant e.coli |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2015062A (lt) | 2017-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6135599B2 (ja) | 細胞培養制御システム及び細胞培養制御方法 | |
| Gnoth et al. | Process Analytical Technology (PAT): Batch-to-batch reproducibility of fermentation processes by robust process operational design and control | |
| JP5018104B2 (ja) | 細胞培養方法及び細胞培養装置 | |
| Kager et al. | State estimation for a penicillin fed-batch process combining particle filtering methods with online and time delayed offline measurements | |
| JP7338971B2 (ja) | バイオリアクターにおける状態逸脱のモニタリング | |
| Aehle et al. | Simplified off-gas analyses in animal cell cultures for process monitoring and control purposes | |
| US11603517B2 (en) | Method for monitoring a biotechnological process | |
| IL274776B1 (en) | Process and system for propagating cell cultures while preventing lactate accumulation | |
| CN103649299B (zh) | 生产过程的监控系统及其控制方法 | |
| Soons et al. | Constant specific growth rate in fed-batch cultivation of Bordetella pertussis using adaptive control | |
| JP2017029162A (ja) | 細胞培養物のフィードバック制御を伴わない予めプログラムされた連続供給 | |
| Jenzsch et al. | Improving the batch-to-batch reproducibility in microbial cultures during recombinant protein production by guiding the process along a predefined total biomass profile | |
| LT6395B (lt) | Mikroorganizmų augimo greičio automatinė valdymo sistema ir būdas | |
| Reichelt et al. | Physiological capacities decline during induced bioprocesses leading to substrate accumulation | |
| CN120230887A (zh) | 一种基于实时动态检测结果的自动化补料方法 | |
| Sunya et al. | Short-term dynamic behavior of Escherichia coli in response to successive glucose pulses on glucose-limited chemostat cultures | |
| RU2391410C1 (ru) | Способ измерения в ферментационном сосуде теплопродукции микроорганизмов в непрерывных и периодических процессах и ферментационный аппарат для его осуществления | |
| JP2013085516A (ja) | 細胞培養制御方法、細胞培養制御装置及びこれを備える細胞培養装置 | |
| Winckler et al. | A sensitive monitoring system for mammalian cell cultivation processes: a PAT approach | |
| CN111893145A (zh) | 一种赖氨酸智能生物发酵新方法 | |
| Rigual-González et al. | Application of a new model based on oxygen balance to determine the oxygen uptake rate in mammalian cell chemostat cultures | |
| JP2010187594A (ja) | 培養モニタリング装置及び当該培養モニタリング装置を有する培養装置 | |
| Zhang et al. | A real-time oxygen uptake rate monitoring approach suitable for the antibody production process | |
| WO2009129655A1 (zh) | 发酵控制方法及发酵控制系统 | |
| EP4083185A1 (en) | Method for design and adaptation of feeding profiles for recombinant e.coli fed-batch cultivation processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20170227 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20170612 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20170724 |