Способ выращивания микроорганизмов Советский патент 1992 года по МПК C12N13/00 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу выращивания микроорганизмов при обработке культуральной жидкости магнитным полем, и может быть использрвано для массового или лабораторного культивирования микроорганизмов, в частности протококковых водорослей.

В биологии при культивировании микроорганизмов, в частности протококковых водорослей, широко известны способы, включающие выращивание микроорганизмов в питательной среде, имеющей различные рецепты.

Известен способ культивирования хлореллы, включающий выращивание ее на питательной среде, содержащей азотнокислый калий, однозамещенный фосфорнокислый калий и картофельное сырье при освещенности 4-5 тыс.лк.

Но этими известными способами невозможна дальнейшая интенсификация процесса выращивания и значительное увеличение выхода биомассы в короткое время.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выращивания микроорганизмов путем посева исследуемого материала в жидкую питательную среду с последующим воздействием на суспензию микроорганизмов в процессе инкубирования пульсирующим магнитным полем с частотой 60-120 Гц при индукции поля 80 - 240 гс с экспозицией 1 - 3 ч.

Однако известный способ имеет следующие недостатки.

Питательная среда приготавливается на неомагниченной воде, что вызывает потери некоторой части труднорастворимых элементов состава применяемого рецепта среды; низкая эффективность омагничивания культуральной жидкости, сильно зависящей от скважинности подаваемых импульсов питания и скорости протекающей через аппарат жидкости; реализация способа требует больших энергозатрат, так как необходим мощный генератор для питания электромагнитов и отсутствует оптимальный режим воздействия на культуральную жидкость.

Все это приводит к недостаточной интенсификации процесса выращивания микроорганизмов и гизкому выходу биомассы.

Цель изобретения - интенсификация роста микроорганизмов.

Это достигается в результате приготовления питательной среды на омагниченной воде и повышения эффективности омагничивания культуральной жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выращивания микроорганизмов, заключающемуся в приготовлении питательной среды, посеве в нее выращиваемого материал а с последующим воздействием на культу рал ьну so жидкость пульсирующим магнитным полем, питательную сред/ приготавливают на предварительно омагниченмой воде, а на культурзльную жидкость воздействют тремя однополярныгч.и пульсирующими магнитными полями промышленной частоты, СДВИНУ1ЫМИ по фазе на 120°, при оптимальной мапряххенности магнитного поля, прокачивая весь объем жидкости через устройство для омаггшчивания, причем воздействие прекращают с достижением максимальной эффективности омггничивания на 50%. Для определения оптимальной напряженности магнитного поля в процессе воздействия изменяют его величину и измеряют достигнутую эффективность омагничиваиия.

На фиг.1 представлено распределение магнитного поля в пространстве взаимодействия аппарата омагничивания с культуральной жидкостью (а - проютипа, б предлагаемого способа); на фиг.2 - одна из йозможных установок для реализации предлагаемого способа Еыращмванип микроорганизмов в открытой циркулирующей системе.

Установка содержит круглый бетонный бассейн 1, устройство 2 омагничивания, блок 3 питания, регулятор А тока электромагнитов, центробежный насос 5 для подачи жидкости из бассейна в устройство омагничивания, устройство 6 перемешивания, трубы 7 и 8 для подвода жидкости. вентиль 9 для отбора пробы на экспрессанализ эффективности магнитной обработки, причем устройство б перемешивания установлено в центре бассейна 1, а выход устройства 2 омагничивания соединен с устройством б перемешивания и вентилем 9.

Способ реализуют следуюш.им образом.

П р и м е р 1. Бассейн 1 заполняют водой и затем с помощью насоса 5 прогоняют ее через устройство 2 омагничивания, через вентиль 9 берут пробы для экспресс-анализа эффективности омагничивания и с по-, мощью регулятора 4 устанавливают ог1тимальную величину магнитной напряженности в пространстве взаимодействия.

После того как достигнут максимум эффективности омагничивания воды и достигнут оптимальный режим магнитного воздействия, насос 5 и блок 3 питания выключают.

Затем в омагниченную воду вносят питательную среду при включенном перемешивающем устройстве 6 и после ее растворения в бассейн вводят посевной материал 6 и после ее растворения в бассейн вводят посевной материал. После этого периодически производят анализ культ ральной жидкости на эффективность омагничивания и при снижении ее до 50% производят включение насоса 5 и блока 3 питания.

Цикл воздействия магнитным полем на кулыуральную жидкость заканчивают при получении максимальной эффективности омагничиаания.

Количество циклов воздействия повторяют до получения необходимого количества выращиввемой биомассы.

Культивирование протококковой водоросли (хлореллы) производили в бассейне диаметром 10 м и глубиной 0,4 м. Водопроводную воду заливают на 0,2 м.

Питательную среду обычного состава, используемую в известных способах, вносили в предварительно омагниченную воду. Посевной материал вносили с концентрацией не ниже 5 млн. клето.с на 1 мл.

Питание устройства омагничивания производительностью 10 осуществляли от трехфазной промышленной сети (380 В, 50 Гц) через блок питания и тиристорный рег/лятор.

Повышение эффективности омагничивания культуральной жидкости достигнуто благодаря увеличению равномерности распределения магнитного поля в пространстве взаимодействия с жидкостью по сравнению с протипом, что наглядно видно из фиг.1.

Оптимальная напряженность магнитного поля при максимальной эффективности омагничивания составляла 39-47 КА/м (500-600 Э).

Допускаемое снижение эффективности омагничивания до 50% обусловлено тем, что при этом требуются меньшие энергозатраты для восстановления максимальной эффективности омагничивания в следующем цикле воздействия на культуральную жидкость.

Измерение эффективности омагничивания осуществляли по известной методике, позволяющей в течение 3-5 мин определить эффективность омагничивания.

Выход биомассь4 за сутки по сравнению с контрольными увеличивается более, чем в 4 раза.

Предлагаемый способ выращивания микроорганизмов может быть реализован на любой другой установке.

Использование способа наиболее зффективно для массового культивирования протококковых водорослей под открытым небом.

Использование предлагаемого способа выращивания микроорганизмов обеспечивает следующие преимущества: выход биомассы увеличивается в несколько раз; так как эффективность омагничивания носит полиэкстремальный характер в зависимости от напряженности магнитного поля, то выбор оптимального режима воздействия позволяет значительно снизить энергозатраты на омагничивание культуральной жидкости.

Формула изобретения Способ выращивания микроорганизмов, включающий приготовление питательной среды, посев выращиваемого материала и последующее воздействие на культуральную жидкость пульсирующим магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью интенсификации роста микроорганизмов, питательную среду приготавливают на предварительно омагниченной воде, а на культуральную жидкость воздействуют тремя однополярными пульсирующими магнитными полями промышленной частоты, сдвинутыми по фазе на 120°. при оптимальной напряженности магнитного поля, прокачивают весь объем жидкости через устройство для омагничивания, причем воздействие прекращают с достижением максимальной эффективности омагничивания, а цикл воздействия повторяют после снижения эффективности омагничивания на 50%.

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к способу выращивания Микроорганизмов при обработке кулыу- ральной жидкости магнитным полем. Цель изобретения - интенсификация роста микроорганизмов. Это достигается путем приготовления питательной среды на омагниченной воде в результате повышения эффективности омагиичивания культураль- ной жидкости. Для этого осуществляют приготовление питательной среды, посев в нее выращиваемого материала и последующее воздействие на культуральную жидкость пульсирующим магнитным полем. При этом питательную среду готовят на предварительно омагниченной воде и далее воздействуют на нее тремя пульсирующими магнитными полями промышленной частоты, сдвинутыми по фазе на 120°, при оптимальной напряженности магнитного поля. 2 ил.

/ . . / .. I /

Фиг.1

Фиг. 2