Устройство для непрерывного определения концентрации глюкозы в процессах культивирования микроорганизмов Советский патент 1986 года по МПК C12M1/36 

Изобретение относится к микробио- .логическим производствам, а именно к аппаратуре для контроля параметров микробиологического синтеза, и может найти применение при автоматическом контроле в регулировании ;Концентрации глюкозы при культивировании бактерий, продуцентов антиби ;отиков, дрожжей и т.д.

Цель изобретения - повышение .точности в стерильных условиях.

На фиг,1 приведена принцшшалзь- ная схема устройства.; на фиг.2 - диализная камера, разрез.

Устройство для непрерьтного определения концентрации глюкозы в процессах культивирования микроорганизмов в ферментере 1 содержит детектирующий кислородный электрод 2, сое- диненную с ним диализную камеру 3, заполняемую жидким ферментом, тюспе- довательно.соединенные дополнительный детектирующий кислородный электрод 4 сумматор 5, электронньй регулятор 6, токовый измеритель 7 и электролизер 8, аэратор 9 регулятор 10 соотношения давлений, подложку П и побудитель I2 расхода для протачивания фермента через диализную камеру. При этом диализная камера образована с . канавкой I3 в подложке 1I и закрыта полупроницаемой мембраной 14. Рабочая поверхность диализной камеры 3 расположена непосредственно в ферментере I. Дополнительный детектирующий кислородямй электрод 4 соединен с электролизером 8, установленным на выходе фермента из диализной кгшеры и подключен к cy мaтopy 5, аэратор 9 непосредственно подключен к диализной камере 3 и через регулятор 10 соотношения давлений соединен с ферментером , а побудитель J2 расхода связан с электролизером 8 и аэратором 9.

Устройство работает следующим образом.

Гхюкоза, растворенная в культу- ральной жидкости ферментера. , диф- фундарует через полупроницаемую мембрану 14, вьтолненную, например, из ароматического полиамида Сульфанол 4Т, толщиной 300 мкм и размерами пор 200 А, диализной камеры 3 в поток фермента, циркулирующего в зам кнутой гидравлической системе, состо щей из диализной камеры З, электролизера 8 плоскокамерного типа с разде

5

5

0

5

n

0

45

50

55

ляющей катодную и анодную камеры прямой перегородкой из плотного шелка,- побудителя рахода 12 перистальтического типа и аэратора, представляющего собой сосуд объемом 300 мл с вводом сжатого воздуха.

Продиффундированная через полупроницаемую мембрану 14 глюкоза фер- ментативно окисляется кислородом, растворенным в ферментном растворе, до глюконовой кислоты. Разностный сигнал с детектируюидах кислородных электродов 2 и 4, включенных встреЧно через сумматор 5, отражает степень уменьшения концентрации кислорода, растворенного в ферментном растворе, так как детектирующий электрод 2 установлен на линии подачи ферментного потока в диализную камеру 3, где происходит окисление, а детектирующий кислородный электрод 4 установлен на выходе ферментного потока из диализной камеры 3 после электролизера 8. Разностный сигнал детектирующих кислородных электродов с выхода сумматора 5 поступает на вход электронного регулятора 6 в качестве переменной, заданием регулятора . является О, поэтому электронный регулятор поддерживает нулевое значение разностного сигнала детектирующих кислородных электродов путем изменения тока электролиза электролизера 8, т.е. при установившемся режиме регулирования количество кислорода, генерируемое электролизе- ром 8 при определенной силе тока, протекающего через токовьй измеритель 7 на электроды электролизера, равно количеству кислорода, потребленного в диализной проточной камере 3 на ферментативное окисление глюкозы. Так как количество кислорода, израсходованное на окисление глюкозы, пропорционально количеству окисленной им глюкозы, то сила тока, электролиза, измеряемого токовым из- мерителем 7, пропорциональна концентрации глюкозы в ферментере. Значение силы тока электролиза электролизера в установившемся режиме пропорцио- концентрации глюкозы и не зависит от изменения характеристгес детектирующих кислородных электродов .

Для, поддержания отрицательного или нулевого градиента давления на полупроницаемой мембране диализной камеры 3, препятствующего забиванию

3.}

пор полупроницаемой мембраны, регулятор 10 соотношения давлений, под ключенный входом к ферментеру 1 а выходом - к аэратору 9, поддерживает в аэраторе 9, а значит и во всей гидравлической системе устройства, необходимое давление, регулируя подачу сжатого воздуха в аэратор 9.

2539984

так, что градиент давления на полунепроницаемой мембране всегда отрицательный и ПОСТОЯННЬЕЙ.

В результате реализации изобре- 5 тения повьпиается точность определения концентрации глюкозы в стерильных условиях в процессе культивирования более, чем в 2 раза.

f

;/

Составитель Н.Алкеев редактор Т.Парфенова Техред И.Попович

Заказ 4686/28 Тираж 490Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

(pus. 2

Корректор М.Пожо