Способ определения концентрации аммонийного азота в ферментере Советский патент 1990 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к технической микробиологии, а именно к способам контроля процессов культивирования микроорганизмов, и может быть использовано в микробиологической и медицинской промышленности. Цель изобретения - повышение точности -определения концентрации аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере.

Процесс культивирования микроорганизмов в стационарных условиях с подпиткой аммиачной водой без рецикла культуральной жидкости описывается следующей системой уравнений.

Уравнение материального баланса ферментера по аммонийному азоту

(/w

Too

СкС« с . ()

Уравнение материального баланса ферментера по кислороду

СП

сх оо

О5

«т.с:: - с„с:ч т

г 0 4

и уравнение

. (К(Т-Т,))

(зУ

определяющее величину удельного расходного коэффициента по кислороду.

В уравнениях 1-3 приняты следующие обозначения:

О И

Си

TK

cj

гк

,о« «

т

к и т, - Н и р Oi /с

Р концентрация аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере; расход аммиачной воды в ферментер;

концентрация аммонийного азота в аммиачной воде; расход культурапьной жид- из ферментера; расход технологического кислорода в ферментер; концентрация кислорода в технологическом кислороде; расход абгаза из ферментера;

концентрация кислорода в абгазе;

температура культуральной жидкости в ферментере; объем культуральной жидкости в ферментере; константы;

удельный расходный коэффициент по азоту; концентрация биомассы, плотность кислорода в рабочих условиях в ферментере и при нормальном давлении Р соответственно;

рабочее давление в ферментере;

удельные затраты кислорода; коэффициент эндогенного метаболизма После подстановки (2) и (3) в

;, 5«

01

рлучают

(1)

ЧТ

5а« Сс1й}

. lOOGv

0

5

0

5

0

5

В процессе культивирования коэффициенты К и Kj могут изменяться, поэтому периодически, через определенное время, корректируют коэффициенты К и Kj.

Изобретение позволяет повысить точность определения концентрации аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере, что позволяет повысить выход целевого продукта.

Формулаиз обретения

Способ определения концентрации аммонийного азота в ферментере путем измерения концентрации аммонийного азота во входном потоке аммиачной воды, измерения расхода культуральной жидкости из ферментера и вычисления концентрации аммонийного азота в ферментере, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно измеряют расход технологического кислорода в ферментере, содержание в нем кислорода, расход абгаза из ферментера и содержание в нем кислорода, давление в ферментере расход аммиачной воды и температуру культуральной жидкости, а определение концентрации аммонийного азота в ферментере осуществляют по формуле

Р GaMCot ШОС

(ХМ

. -Sli rKc5L- Gu Ij Р GK- Kjexp СК(Т - Т,)

Изобретение относится к способам контроля процессов культивирования микроорганизмов и направлено на повышение точности определения концентрации аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере. В процессе культивирования измеряют расходы аммиачной воды G ам, технологического кислорода G тк, абгаза из ферментера G а, расход культуральной жидкости из ферментера G к, температуру T культуральной жидкости, давление P газов в аппарате, концентрацию аммонийного азота в аммиачной воде C ам, концентрацию кислорода в технологическом кислороде C тк и абгазе C а, а концентрацию C ам аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере вычисляют по формуле C ам=G амС ам/100G к-K 1(G ткС тк-G AC A)P/G K+K 2EXP[K(T-TG)], где K и T 0 - константы, а K 1 и K 2 - эмпирические коэффициенты.

- -ЫС1е,Стк G + Kjexp (:к()

(4)

где

К/ .Yl±k. к -Р р /оJ к., - t

РОС

оЛ

Способ реализуется следующим образом.

В серии установочных опытов определяют коэффициенты К, и К, а также константы К и Т,, В процессе культивирования микроорганизмов с помощью датчиков измеряют величины G.,«,C«.

п ллО« tx/w

G

к тк

rOt

Чк

G.

w а Р Т.Измерен- ные значения параметров подставляют в формулу (4) и определяют концентрацию аммонийного азота в культуральной жидкости в ферментере.

45

0

5

Де С„.. концентрация аммонийного азота в ферментере,%; расход аммиачной воды в ферменте, концентрация аммонийного азота в аммиачной воде,%; GH - расход культуральной жидкости из ферментера, MV4;

эмпирические коэффициентыj расход технологического кислорода в ферментер, MV4;

концентрация кислорода в технологическом кислороде, %;

расход абгаза из ферментера, мУч;

0(М

cl«

рО -«м

К, иК - Gr. т«

5 Г588760

С - концентрация кислорода вТ - температура культуральной

абгазе,%;жидкости в ферментере,С. Р - давление в ферментере;