Способ определения концентрации микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к микробиол гической промьшшенности и может быть использовано при культивировании микроорганизмов, например дрожжей Saccharorayces. Известен способ определения концентрации микроорганизмов, заключающийся в измерении величины электриче кого заряда между живой клеткой и внешней средой CU. Недостатком этого способа являетс невысокая точность определения концентрации микроорганизмов, так как измерение электрического заряда ведется без учета того, что в ферментационной среде присутствуют не толь ко свободные, но и флокулированные клетки, а с увеличением степени флокуляции (отношения массы флокулированных клеток к общей массе клеток) поверхность контакта клеток со средой, а тем самым и электрический заряд клетки по отношению к внешней среде уменьшается. По основному авт.св. № 878795 известен способ определения концентрации микроорганизмов по количеству потребленного газа, определяемому по разности парциального давления в газовой и жидкой фазе ферментера С2. Однако точность определения концентрации микроорганизмов при исполь зовании известного способа недостаточно велика, так как определение концентрации ведется без учета изменений потребления газа микроорганизмами различной степени флокуляции. Цель изобретения - повьпиение точности определения концентрации микроорганизмов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определени концентрации микроорганизмов по коли чест-ву потребленного газа, определяемому по разности парциального дав ления в газовой и жидкой фазе фермен тера, дополнительно устанавливают степень флокуляции микроорганизмов, а концентрацию микроорганизмов определяют с учетом установленного значе ния степени флокуляции. На чертеже приведена блок-схема устройства для осуществления предлаг емого способа. Устройство включает ферментер 1, два кислородных датчика 2 и 3, установленные в жидкой и газовой фазе ферментера, преобразователь 4, соеди ненный с кислородным датчиком 3, уст новлен м в газовой фазе ферментера, интегратор 5, соединенный с кислородным датчиком 2, установленным в жидкой фазе, и выходом преобразователя 4, сумматор 6, связанный с выходом интегратора и через преобразователь 7 с датчиком 8 определения степени флокуляции микроорганизмов, и показывающий прибор 9, связанный с выходом сумматора 6. Способ осуществляют следующим образом. Сигнал с датчика 3, пропорциональный парциальному давлению кислорода в газовой фазе ферментера 1, через преобразователь 4 поступает в интегратор 5, где из него вычитается сигнал датчика 2, пропорциональньй парциальному давлению кислорода в суспензии. Выходной сигнал с ийтегратора 5, пропорциональный ксу1ичеству потребленного кислорода K fQogdt (где К - коэффициент пропорциональности; t - время от начала ферментации; QIJ - расход кислорода), подается в сумматор 6, на другой вход которого подается сигнал с датчика 8 определения степени флокуляции микроорганизмов Кф тф/т (где т масса флокулированных клеток; га общая масса клеток) через преобразователь 7, выходной сигнал К2,Кф, (К2 - коэффициент пропорциональности) которого является поправкой определения. Выходной сигнал сумматора X ,+ KjKip, пропорциональный концентрации микроорганизмов X, передается показывающему прибору 9. Пример. В ферментере емкостью 3 л выращивают дрожжи Saccharomyces cervisicu периодическим способом. Концентрацию кислорода в отходя цих газах C(J2 определяют магнитным газоанализатором, а концентрацию растворенного кислорода.в ферментационной жидкости р02 - серебряным электродом. Степень флокуляции дрожжей определяют по величине осаждения, периодически (например, через каждые два часа) отбирая пробы. Концентрацию микроорганизмов определяют из соотношения X Kjq,,dt + ((,2 UL - , заранее опредеив коэффициенты пропорциональности ля данного процесса К 0,066, 1,34. Для контроля определяют концентрацию дрожжей известным метоом, например весовьт-; методом путем ысушивания.

Перед измерением концентрация микроорганизмов производят калибровку прибора, т.е. определяют парциальное давление кислорода в газовой фазе ферментера и парциальное давление кислорода в суспензии при известном содержании биомассы в ферментере и при различных степенях флокуляции кроорганизмов. После окончания калибровки производят измерение концентрации микроорганизмов по количеству потребленного кислорода, определяембму по разности сигналов, получаемых с датчиков парциального давления кислорода

в газовой фазе и в суспензии, с учетом степени флокуляции микроорганизмов, определяемой в процессе ферментации периодически через каящые 2-3 ч, например, с помощью микроскопа.

Точность определения концентрации микроорганизмов при этом увеличивается в 1,5-2.раза при изменении степени флокуляции микроорганизмов от О до 0,75, что, в свою очередь,создает возможность ведения процесса культивирования на оптимальном уровне, увеличить выход биомассы и-снизить затраты энергии на аэрацию питательного субстрата.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЩШ МИКРООРГАНИЗМОВ по авт. св. № 878795, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно устанавливают степень флокуляции микроорганизмов, a концентрацию микроорганизмов определяют с учетом установленного значения степени флокуляции. 05 00 СА