Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов Советский патент 1988 года по МПК C12N1/12 

ел

с

Изобретение относится к микробиологии и .направлено на увеличение продуктивности фотосинтезирукндих микроорганизмов за счет поддержания оптимального значения плотности суспензии в .фотореакторе. В культиваторе, состоящем из фотореактора и газообмен- ника, осуществляют культивирование , микроводорослей. Нэ входе и вькоде фотореактора измеряют парциальные давления растворенного кислорода, определяют разность этих величин и производную этой разности. В случае, когда эта производная принимает отрицательное значение, производят слив суспензии и долив питательного раствора. 2 ил.

со со

СП

о:

О5 О)

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и может быть использовано в сельском хозяйстве и микро- биологической промьшшенности.

Цель изобретения - увеличение продуктивности фотосинтезирующих микроорганизмов за счёт поддержания опти- мальногб значения плотности суспензии в фотореакторе.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего изобретение; на фиг. 2 - графики, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит фотореактор и газообменник 2, которые соединены так, что образуют замкнутьш контур. I На выходе и входе фотореактора I рас- : положеньр датчики 3 и 4 парциального ; давления растворённого кислорода. ; Выходы датчиков подключены к вычис- лительному устройству 5. Выход вычи- :слительного устройства соединен с ис- :полнительным механизмом 6, управля- :ющим устройством 7 слива суспензии и устройством 8 долива питательного ;раствора.

: Изобретение осуществляется следу- :ющим образом,

: в,культиваторе,. состоящем из фото- : реактора 1 и газообменни ка 2, осу- ;ществляют вьфащивание микроводорос- :лёй. На входе и выходе фотореактора ,1 с помощью датчиков 3 и 4 измеряют парциальйое давление растворенного кислорода.

Вычислительное устройство 5 определяет разность показаний датчиков 3 :и 4 и вычисляет производную этой :разности. На фиг. 2 показаны графики зависимости разности парциальных давлений растворенного кислорода на входе и выходе фотореактора от плотности суспензии при двух различных величи- нах облученности фотореактора. Допустим, что начальная облученность составляет 80 Вт/м , а начальная плотность суспензии соответствует точке т . Тогда по мере роста и деления -кле клеток фотосинтезирующих микроорганизмов плотность суспензии возрастает, при этом разность парциальных давлений на вькоде и входе реактора йРО увеличивается до своего максимального значения m ,. При прохождении макси, d(uP02)

мума производная - становится

с1ъ

отрицательной и при достижении плотности суспензии значения in вычислительное устройство 5 выдает сигнал на исполнительньй механизм 6, который осуществляет управление устройством 7 слива суспензии и устройством 8 долива питательного раствора. При осуществлении операции слива - долива плотность суспензии уменьщается до значения m , Далее процесс повторяется: плотность возрастает до т и после слива суспензии и долива питательного раствора уменьшается до т, и т.д.

Пример. Осуществляли культивирование микроводорослей спирулины в культиваторе, состоящем из стекло- трубного фотореактора объемом 120 л и диаметром 56 мм, газообменника и насоса, который обеспечивал проток суспензии через фотореактор со скоростью 2 л/с. Зависимость разности парциальных давлений ЛРО, растворенного кислорода на выходе и входе реактора при облученности фотореактора 80 Вт/м представлена на фиг. i. Найденное оптимальное значение плотности суспензии спирулины составляет 3,5 гАСЕ/л.

Для величины облученности фотореактора 120 Вт/м оптимальное значение плотности суспензии, как видно из графика на фиг. 2, составляет 4,75 гАСВ/Л.

При синтезе микроводорослями 1 гАСВ в суспензию выделяется примерно 1 л кислорода. Тогда при расходе суспензии 2 л/с и объеме фотореактора 120 л разница давлений на выходе и входе реактора в 23 мм рт.ст. (что соответствует примерно разности кон- центраций растворенного кислордда 1 мг/л) даст прирост биомассы, равньй 5,04 гАСВ/ч.

В первом случае, когда облученность фотореактора составляет 80Вт/м разность концентраций растворенного кислорода на выходе и входе реактора составляет 2 мг/л, что соответствует продуктивности 10,08 гАСВ/ч. При изменении облученности с 80 до 120 Вт/м и без изменения плотности суспензии микроводорослей (фиг. 2, разность концентраций растворенного кислорода возрастет до 2,25 мг/л и продуктивность соответственно возрастет до 11,4 гАСВ/ч.

При осуществлении культивирования в соответствии с изобретением разность концентраций растворенного кислорода повысится до 2,6 мг/л и продуктивность возрастет до 13,15 гАСВ/ч. Продуктивность увеличивается на 1,75 тАСВ/л или 15,3%.

Таким образом, реализация данного способа культивирования фотосинтези- рующих микроорганизмов обеспечивает увеличение продуктивности фотосинте- зирующих микроорганизмов за счет поддержания оптимального значения плотности суспензии в фотореакторе в условиях изменяющейся облученности. Фор-мула изобретения

Способ культивирования фотосийте- зирующих микроорганизмов, включающий

периодический слив суспензии мшсро- организмов и долив питательного раствора, отличающийся тем, что, с целью увеличения продуктивности фотосинтезирующих микроорганизмов за счет поддержания оптимального значения плотности суспензии в фотореакторе, измеряют парциальные давления растворенного в суспензии кислорода на выходе и входе фотореактора,- определяют их разность и производную этой разности, а слив суспензии и долив питательного раствора осуществляют при отрицательном значении производной.

%.1 .1 . Д .

5 %й 4 5 Фиг 2

ШВт/н

.т

fACB///