SU1288202A1 - Способ определени экономического коэффициента в процессе культивировани микроорганизмов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к биоинженерии и направлено на повьшение точности определени  экономического коэффициента в реальном масштабе времени . Способ заключаетс  в изменении скорости прокачки культуральной среды через измерительные электроды растворенных кислорода и азота по синусоидальному закону, измерении максимальных и минимальных значений растворенных кислорода и азота и расчете экономического коэффициента по следующей формуле: у . где г„„ - Нмахс Oiwaicc 0,акс OjMKH И Гп Имахс -Oiwanc OjJHKH максимальные и минимальные значени  концентраций растворенных азота и кислорода; К - коэффициент пропорциональности . (Л 0 с

Description

1128

Изобретение относитс  к биотехнологии , в частности к способам автоматического определени  параметров процесса биосинтеза.

Цель изобретени  - повышение точ- ности определени  экономического коэффициента в реальном масштабе времени .

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в следующем.

Если из ферментера отобрать часть культуральной жидкости, то концентраци  растворенньк кислорода и азота уменьшаетс  в результате потреблени  их микроорганизмами. При этом скорость изменени  растворенного кислорода drg /dt пропорциональна скорости потреблени  субстрата микроорганизмами , т.е.

drpt „ ds dt dt

(1)

а скорость изменени  концентрации азота в отобранной культуральной среде пропорциональна скорости роста микроорганизмов dx/dt, т.е.

dtN

К.

dx

(2)

dt dt

где К, и К,, - коэффициенты пропорциональности .

Таким образом, экономическ ш коэффициент процесса биосинтеза следующим образом определ етс  из выражений (1) и (2):

dx ds

K.drN

Y . . (3)

Если скорость прокачивани  культуральной среды через измерительные электроды мен ют по синусоидашьному закону, то измен етс  и врем  t, характеризующее задержку подвода куль туральной жидкости к измерительным электродам. Пусть г и г„ - минимальные значени  концентрации растворенного кислорода и азота, которые показывают измерительные электроды, а г, и максимальные значени , а если полученные значени  используют дл  опреде- леии  дифференциалов dr, и drp , то экономический коэффициент можно определить из следующего выражени :

Y : К

о, К - К..

-Oj иакс OjAmM

Пример. На ферментационной установке в ферментерах с рабочей емкостью 1,5 л непрерывным способом на .глюкозе выращивают кормовые дрожжи Candida . Температура культивировани  , рН 4,6, аэраци  3,2 л/мин. Культуральную жидкость через измерительные электроды прокачивают с помощью перистальтического насоса. С помощью генератора синусоидального напр жени  расхода культуральной жидкости через измерительные электроды мен ют следующим образом:

QI 0,4+0,2 sin 0,45t мл/с .

Концентрацию растворенного кислорода измер ют с помощью электрода растворенного кислорода (EIL 15-114)

Концентраци  рН культуральной среды измер ют с помощью электрода рН Ingold.

Информацию о концентрации растворенного кислорода в среде и кислотности среды через интерфейс подают на микро-ЭВМ. Экономический коэффициент определ ют предлагаемым способом, заранее методом наименьших квадратов определив коэффициент пропорциональности дл  данного процесса (коэффициент К дл  данного процесса К 0,71). Так как источником азота в среде  вл етс  сульфат аммони , то при усвоении Ш среда подкисл етс  и изменение значе- |ни  кислотности среды рН используетс  как значение, пропорциональное изменению концентрации азота в среде . г . .

Таким образом, дл  определени  экономического коэффициента в реальном времени используют выражение

0,71

jt г (J jnijjojs 2 2

45

OjMviH О ллакс

Чцпн NMOIKC Ог)Иин

-Ог/иоУс

значени  кислотности среды и концентрации кислорода при минимальной и максимальной скорост х прокачивани 

0 культуральной среды через измерительные электроды по закону Qi, 0,4 -(- + 0,2 sin 0,45 t мл/с.

Исследуют состо ни  культуры при разных переходных режимах в тече5 ние 60 ч. В результате реализации предлагаемого способа обеспечиваетс  повышение точности определени  экономического коэффициента по сравнению с известным на 22%. Кроме того.

312882024

предлагаемый способ позвол ет опреде-концентраций растворенных кислорода

лить экономический коэффициент си азота а экономрмеский коэффищтент

Claims (1)

1. среднеквадратической погрешностьюопредел ют из следующего выражени : &Y 0,02 . Формула изобретени  5. Y K -- -tt---.-u4n

   OjWHH

   Способ определени  экономического

   коэффициента в процессе культивиро-где хмакс

   вани  микроорганизмов, отличаю- омокс о мии максимальные и щ и и с   тем, что, с целью повыше- JQминимальные знани  точности его определени  в реаль-чени  концёнтраном масштабе времени, измен ют ско-ции раствореннорость прокачивани  культуральной ере-го азота и кисды через измерительные электроды полорода:

   синусоидальному закону и измер ют f5К - коэффициент промаксимальное и минимальное значени порциональности.