Способ определения концентрации кислорода в культуральной жидкости в ферментере Советский патент 1990 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к техничес- кой микробиологии, а именно к способам контроля процесса культивирова- , ння микроорганизмов, и может быть использовано в микробиологической, медицинской и других отраслях промыш- ленности.

Целью изобретения является повышение точности определения концентрации кислорода в культуральной жвдкости в ферментере.

Концентрация кислорода в культу- ральной жидкости определяется из уравнений материального баланса жидкой и газовой фазы по кислороду

dCOi dt

(KLc,)oa (Jo2 C P-Coa)

г га

G,,ctl-%fiX, рог

(f) (2

,

где t - время;

- объемный коэффициент массопередачи по кис- лороду

- констанга Генри растворимости кислорода в культуральной жидкости;

oi(j. - удельные затраты кислорода;

U - удельная скорость роста микроорганизмов; РО - удельный вес кисло- рода, .

г

f of а -тк

концентрация кислорода в культуральной жидкости, технологическом кислороде и абгазе соответственно;расходы абгаза из ферментера и технологиСП

со

3 1

ческого кислорода в фер.ментер соответс1г венно;

р - давление в фермёнт« ре| X - концентрация биомассь. Так как процесс культивирования протекает при повышенном давлении, то

I

(3)

где PQ - удельный вес при н

давлении Р. Подстановка (3) в (2) дает о

|ux - (е„с°Л-с,с)

I K-OZ. О

в стационарном случае

, 0; dt

r 1

где Vm - объем ферментера;

удельная скорость протока И скорость протока куль- туральной жидкости соот- ветс;твенно Подстановка (5) в (4) дает

Р (GrKcJj-GqC fl), .

(6)

Решая для стационарного случая совместно уравнения (1). и (6), находят выражение для концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода.

,,(G,, (7) где К, Poj ; о

V а .

.

На чертеже изображена схема установки для предлагаемого способа.

Установка содержит ферментер 1, датчики расхода 2 технологического кислорода, концентрации 3 кислорода в потоке технологического кислорода расхода 4 абгаза, концентрации 5

942174

кислорода в абгазе и давления 6 газа в ферментере устройство 7 отбора проб культурапьной жидкости .с сигнализатором. Выходы всех датчиков и уст- 5 ройства 7 соединены с входом вычислительного устройства 8,

Способ осуществляют следующим образом .

Первоначально в серии установоч- ных опытов идентифицируются коэффициенты К, и Kj при этом концентрация кислорода в культурапьно,й жидкости определяется одним из известных методов

После определения коэффициентов К и Кя в процессе культивирования в ферментере 1 с помощью датчика 2-6 определяют G, cj, G, С, F и эти

.. .м«.. п«ч л. v« .мтTVr TTUTIA tTt.U/40

ts

20

значения вводят в вычислительное устройство 8, которое согласно (7) вычисляет концентрацию растворенного в культуральной жидкости кислорода,

25 Использование предлагаемого способа позволяет повысить точности- определения растворенного в культуральной жидкости кислорода и за счет этого увеличить производительность процесса

ферментации приблизительно на 0,5%.

Формул аи зобре тения

Способ определения концентрации кислорода в культуральной жидкости в ферментере в процессе культивирования о тли ч ающий с я тем, что, с целью повышения точности определения, измеряют давление Р в фе1 1ентере, расходы технологического кислорода в ферментер н абгаза из ферментера Gffl, концентрации кислорода в техно,Oj.Ог

логическом кислороде С и абгазе С ,

а определение концентрации С кислорода в культуральной жидкости осуществляют по формуле

(К ,-bK2GQ)--K2PC GTK,

где К, и К.2- эмпирические коэффициенты.

Абгаз

Изобретение относится к способам контроля процессов культивирования микроорганизмов. Цель изобретения - повышение точности определения концентрации кислорода в культуральной жидкости в ферментере. В процессе культивирования микроорганизмов в ферментере измеряют расход G тк технологического кислорода, концентрацию C тк кислорода в технологическом кислороде, расход G а абгаза из фермента, концентрацию C а кислорода в абгазе и давление P газов в ферментере. Концентрацию C O @ растворенного в культуральной жидкости кислорода определяют по формуле : C O @ =K 1 .P .[C а-K 2(G ткС тк-G аС а)], где K 1 и K 2 - эмпирические коэффициенты. 1 ил.

7 Л/ЙВ Л«1ЙРЛ-«У KtKJJt oi