SU1650692A1 - Способ контрол концентрации микроорганизмов, взвешенных в жидкой среде, содержащей газы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам контрол  процессов культивировани  микроорганизмов и направлено на повышение точности контрол  концентрации микроорганизмов в ферментере. В процессе культивировани  с помощью насоса среда всасываетс  из ферментера в измерительную кювету . После подъема пузырьков газа, наход щихс  в среде, измер ют интенсивность Ф1 прошедшего через кювету света. Затем с помощью насоса среду из кюветы возвращают в ферментер и измер ют ин- тинсивность Ф2 света, прошедшего через кювету, заполненную воздухом. О концентрации микроорганизмов суд т по величине 1п( Ф2 7Ф1), при этом на полученную величину не оказывают вли ни  изменение интенсивности Фо-падающего на кювету светового лотока, изменение коэффициента преобразовани  светового потока в электрический сигнал, а также поглощение света веществом, отлагающимс  на стенках кюветы в процессе культивировани . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам контрол  процессов культивировани  микроорганизмов в ферментерах и может быть использовано в микробиологической, пищевой и других отрасл х промышленности.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  концентрации микроорганизмов .

На чертеже изображена схема устройства дл  осуществлени  предлагаемого способа .

Устройство содержит линию 1 подачи среды, измерительную кювету 2 и всасывающий насос 3. К окошкам измерительной кюветы 2 подсоединены торцы световодов 4 и 5. На противоположном торце световода 4 находитс  источник 6 света, а на противоположном торце световода 5 - фотоприемник

7. Сигнал с выхода фотоприемника поступает на измерительную схему. Работой насоса 3 управл ют подачей пневмосигналов на его управл ющий вход 8.

Устройство размещают на ферментере так, чтобы конец линии подачи среды был погружен в жидкость, наход щуюс  в ферментере , и стерилизируют совместно с ферментером . По завершении режима стерилизации ферментер заполн ют питательной средой и производ т культивирование микроорганизмов.

Способ осуществл ют следующим образом .

В первом такте работы всасывающего насоса 3 (например, при сжатии его камерной полости) происходит выталкивание стерильного воздуха из полости насоса в

О

ел

8

ч

ю

ферментер, при этом внутренн   полость измерительной кюветы 2 и линии 1 подачи среды остаютс  заполненными воздухом.

Во втором такте камерна  полость всасывающего насоса расшир етс  и жидкость из ферментера заполн ет линию 1 подачи среды и измерительную кювету 2. После подъема пузырьков газа, наход щихс  в среде, провод т измерение интенсивности прошедшего через кювету 2 света. Сигнал на выходе фотоприемника 7 определ етс  соотношением

U2 Ki Ф1 , где U2 - амплитуда электрического сигнала;

Ф1 - световой поток, поступающий на поверхность фотоприемника 7 через кювету 2, заполненную анализируемой средой.

В соответствии с законом Бугера-Лам- берта-Бера

ф фое- Ј-1-с+1х-Сх)

где Фо - световой поток, поступающий на вход измерительной кюветы;

е - коэффициент, учитывающий поглощающие свойства среды;

С - концентраци  микроорганизмов в среде;

I - толщина (база) кюветы;

Сх - величина, характеризующа  поглощение вещества, нарастающего с течением времени на стеклах кюветы;

1Х - толщина сло  поглощающего вещества на стенках.

В третьем такте происходит сжатие камерной полости насоса 3, при этом измерительна  кювета 2 и лини  1 подачи среды полностью освобождаютс  от среды и оказываютс  заполненными воздухом.

Провод т измерение интенсивности света, прошедшего через кювету, заполненную воздухом. Величина сигнала на выходе фотоприемника

U2 Ki Фг ,

где Фг световой поток, поступающий на поверхность фотоприемника через кювету, заполненную воздухом

) .

Дли определени  концентрации микроорганизмов , содержащихс  в среде, вычисл ют логарифм отношени  Фг к Фт

Фг .n

-1хСх

-Ј1С.

e-(ЈIC+lxCx)

Полученна  величина пропорциональна концентрации микроорганизмов в среде и не зависит от величины исходного светового потока Фо. коэффициента преобразовани  Ki светового потока в электрический сигнал, в также не зависит от поглощени 

света веществом, остающимс  на стенках кюветы.

В отличие от предлагаемого способа выходной сигнал по прототипу зависит от различных факторов: стабильности светового потока Фо, поступающего на вход измерительной кюветы, стабильности степени поглощени  вещества на стеклах кюветы, а также стабильности коэффициента Ki преобразовани  светового потока в электрический сигнал.

Таким образом, предлагаемый способ за счет дополнительного фотометрировани  кюветы после возврата среды в ферментер

и определени  концентрации микроорганизмов по результатам двух фотометриро- ваний, как логарифм отношений сигнала дополнительного второго фотометрировани  к сигналу первого фотометрировани 

после подьема пузырьков газа, содержащихс  в среде, позвол ет исключить не только погрешность контрол , св занную с содержащимис  в среде пузырьками газа, но и по сравнению с известным способом

позвол ет исключить практически все виды погрешности, св занные с изменением светового потока источника излучени  (старени  источника), с зарастанием стекол кюветы, нарушением соосности источника и

приемника излучени , а также изменением чувствительности приемника излучени  и коэффициента преобразовани  усилительного тракта электрического сигнала и суще- ственно повысить точность контрол 

концентрации микроорганизмов.

Кроме того, предлагаемый способ не требует применени  механических очистителей кюветы, что существенно повышает надежность работы и стерилизации внутренней полости измерительной кюветы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ контрол  концентрации микро- организмов, взвешенных в жидкой среде, содержащей газы, включающий периодическое принудительное всасывание среды из ферментера в измерительную кювету, освещение кюветы светом и измерение интен- сивности прошедшего через кювету света после подьема пузырьков газа, содержащихс  в среде, и принудительный возврат среды из кюветы в ферментер, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол , измер ют интенсивность прошедшего через кювету света после возврата среды в ферментер, а концентрацию микроорганизмов определ ют по логарифму отношени  интенсивности

   прошедшего через кювету света после воз- света, прошедшего через заполненную ере- врата среды в ферментер к интенсивности дои кювету.

   К измерительной схеме