Способ управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК G05D27/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при непрерывном культивировании микроорганизмов.

Известен способ управления процес сом непрерывного культивирования MIIK роорганизмов, предусматривающий изменение подачи в ферментер микроэлементов в зависимости от соотношения расходов микроэлементов и питательного субстрата и изменение подачи питательного субстрата Г 11

Однако данный способ не учитывает качество биомассы микроорганизмов, а это не позволяет эф(|)ективно вести процесс непрерывного культивирования и получить максимальный выход целевого продукта, поскольку в процессе культивирования не учитываются изменения размеров микроорганизмов прямого показателя условий культиви1 ования. Для получения качественной биомассы клетки, с одной .стороны, должны пройти процесс созревания, после чего начинается синтез ДНК, бел ка и других продуктов, а, с другой стороны, пребывание клеток длительное время в ферментере (при малом стоке) приводит к изменению их жизнеспособности. Поэтому желательно, чтобы в ферментере присутствовали клетки определенного среднего размера.

Известен также способ управления процессом непрерывного куль.тивирования микроорганизмов, предусматриваюпщй изменение подачи в ферментер микроэлементов в зависимости от соотношения расходов микроэлементов и питательного субстрата и изменение подачи питательного субстрата в зави- :симости от разности между приведенными вязкостями (при температуре ) культуральной среды и смеси микроэлементов и питательного субстрата при поддержании этой разности на максимальном уровне 21 Недостатком этого способа является то, что приведенная вязкость культуральной среды не дает полного представления о количестве биомассы микроорганизмов, так как при том же количестве биомассы вязкость культу }альной среды зависит от величины клеток микрорганизмов. Например, ее-:-ш в культуральной среде присутствуют мелкие клетки, то при том же количестве биомассы вязкость культуральной среды

будет более высокая, чем с присутствием клеток большого размера.

Цель изобретения - повьппение точности управления и сокращение времени брожения за счет улучшения качества культивируемых микроорганизмов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, предусматривающему изменение подачи в ферментер микроэлементов в зависимости от соотношения расходов микроэлементов и пита- тельного субстрата и изменение подачи питательного субстрата в зависимости от разности приведенными вязкостями культуральной среды и смеси микроэлементов и питательного субстрата,при поддержании этой разности на максимальном уровне,определяют средний размер клеток микроорганизмов, а значение приведенной вязкости культуральной среды корректируют в зависимости от этого среднего размера.

Сущность способа непрерывного культивирования микроорганизмов заключается в том, что в ферментер подают „питательный субстрат, например глю.козу, и другие микроэлементы, необ,ходимые для культивирования, определяют приведенные вязкости смеси питательных веществ и культуральной среды и средний размер клеток микроорганизмов, уточняют значение вязкости в зависимости от среднего размера клеток при помощи специальной таблицы (или графика), определяют разность между приведенной вязкостью смеси питательных веществ и приведенной вязкостью культуральной ср. и в зависимости от величины этой разности осуществляют подачу питательного субстрата, причем величину разности между приведенными вязкостями поддерживают на максимальном уровне. Пример , В ферментер подают, П1-1тательнь1Й субстрат, например глюкозуу и другие микроэлементы, необходамые для культивирования, например, дрожжей Saccharomyces. Б процессе; культивирования через определенные промежутки времени (напри-, мер через каждые 2 ч)отбирают пробы питательной и культуральной сред, Эги пробы помещают в термостабилизатор (20 С) и через 5 мин с помощью, например, капил-лярного вискозиметра определяют приведенные вязкости питательной и культуральной сред, определяют средний размер клеток микроорганизмов, например, капиллярно-кондуктометрическим устройством, уточняют значение приведенной вязкости культуральной среды по заранее составленной специальной таблице (или графику) , после чего вычисляют разность между приведенными вязкостями питательной и культуральной среды. При увеличении разности увеличивают подачу питательного субстрата, а при уменьшении разностиуменьшают подачу субстрата. Изменение подачи питательного субстрата приводит к изменению стока биомассы из ферментера, тем самым стабилизирует средний размер клеток путем изменения времени пребывания Клеток в ферментере.

Использование предлагаемого способа управления по сравнению с базовым, за который принят способ культивирования дрожжей Saccharomyces на ферментационной, установке УФ-6, позвляет повысить точность поддержания количества биомассы в ферментере на 3-5% и сократить время брожения на 10-15% за счет улучшения качества биомассы таких дрожжей, применяемых как засевные, так как поддержание в ферментере клеток уменьшенного размера позволяет повысить их общую поверхность.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий изменение подачи в ферментер микроэлементов в зависимости от соотношения расходов микроэлементов и питательного субстрата и изменение подачи питательного субстрата в зависимости от разности между приведенными вязкостями культ-уральной среды и смеси микроэлементов и пи|тательного субстрата, при поддержании этой разности на максимальном уровне, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности управления и сокращения времени брожения за счет улучшения качества культивируемых микроорганизмов, опре делягат средний размер клеток микроорганизмов, а значение приведенной вязкости культуральной среды корректируют в зависимости от этого сред,него размера.