Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов с периодическим чередованием световых и темновых интервалов облучения суспензии

 

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и культиваторам микроорганизмов и может быть использовано в микробиологической промышленности и сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение производительности биосинтеза. Данный способ предусматривает управление длительностью чередуемых световых и темновых интервалов облучения суспензии путем изменения расхода суспензии через фотореактор на основе измерения интенсивности фотосинтеза микроорганизмов, величины и знака ее первой производной и при управлении плотностью, расходом, температурой суспензии. 1 ил.

СОЮЗ QQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИМ

А1

РЦ С 12 О 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

nW Гкнт СССР

f (21) 4645794/13 (22) 02 ° 02 ..89 (46) 30.07.91. Бюп. У 28 (71) Научно.-производственное объеди= н и (72) В.Л. Корбут, А.М. Карпов, М.Д. Бородин, В.Д. Валуев и В.Ф.Мискилев (53) 663. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 686616, кл. С 07 D 403/04, 1979. (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ФОТОСИНТЕЗИРУ10ЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ С ПЕРИОДИ

ЧЕСКИМ ЧЕРЕДОВАНИЕМ СВЕТОВЫХ И ТЕМ-.

НОВЫХ ИНТЕРВАЛОВ ОБЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение относится к спосо=

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих ьякроорганизмов и может быть исполь— зовано в микробиологической промыш-. ленности и сельском хозяйстве.

Цель изобретения — повышение про-. изводительности биосинтеза фотосин= тезирующих микроорганизмов.

На чертеже изображена система автоматического управления процессом культивирования фотосинтеэирующих микроорганизмов.

Способ предусматривает измерение интенсивности Аотосинтеза микроорганизмов, вычисление первой производной интенсивности фотосинтеза и ее знака, измерение расхода суспензии через фотореактор и поддержание pac=

„„Я )„„1666537,.

2 бам культивирования фотосинтезирукг.

- щих микроорганизмов и культиваторам микроорганизмов и может быть исполь= зовано в микробиологической промьпп ленности и сельском хозяйстве. Целью изобретения является повышение производительности биосинтеэа,, Данный способ предусматривает управление ,длительностью чередуемых световых и темновых интервалов облучения суспен.— эии путем изменения расхода суспен зии через фотореактор на основе изме-. рения интенсивности фотосинтеза мйк= роорганизмов, величины и знаки ее первой производной и при управлении плотностью, расходом, температурой суспензии. 1 ил ., 1 табл.

Щ хода суспензии так, чтобы интенсив ность Аотосинтеэа быпа максимальной, при этом обеспечивается оптимальная длительность чередуемых световых и.

TpMHoBblx интервалов облучения суспензии Аотосинтезирующих микроорга= низмов.

Способ культивирования фотосинте= ,зирующих микроорганизмов с периоди= ческим чередованием световых и тем= новых интервалов облучения суспенэии осуществляют следующим образом.

Измеряют интенсивность фотосин1е за (p) по скорости потребления СО ипи выделению О (величина интенсив ности фотосинтеза пропорциональна продуктивности биосинтеза микроорга низмов); определяют производную ин-.

1666537 тЕнсивности фотосинтеза меяду двумя фиксированными моментами времени

Ф г- РЬ

dt - а„ S где t - t — промежуток времени меж2. ду двумя измерениями;

Р.. интенсивность фотосин 2 те за в моме нт вр емени

Р 9 — интенсивность фотосин=

) т еза в момент вр емени

t)) увеличивают расход суспензии через фотореактор, если ,1@ Р -РЬ

>Оприс >t

dt С2- t, 1 уменьшают расход суспензии через фо= ( тор еактор, если

И г — (Опри t<> t

dt расход через фотореактор не изменяют, если

ЙР @ 2 t — = — — — — -=Опри t > 1t t2 t

В данном способе в качестве пока= зателя процесса биосинтеза можно ис-.

Польэовать не только интенсивность фотосинтеза, но и другие критерии, например коэффициент использования )блученности на фотосинтез, удельную скорость роста, Способ культивирования фотосинте=

Эирующих микроорганизмов с периоди.— ческим чередованием световых и темно-.

Вых интервалов облучения суспензии 4 осуществляют в контуре, который вклкг. чает фотореактор 1, обеспечивающий движение суспенэии в световом поле прерывистого облучения так, что сус

Пензия микроорганизмов попадает то B 4 зону облучения, то в зону затенения, устройство 2 измерения интенсивности фотосинтеза, гаэообменник 3, побуди тель 4 расхода суспензии, напорный 5 и всасывающий 6 трубопроводы, устрой-.

50 ство 7 изменения расхода суспензии жкроорганизмов н расходомер 8„ Для

Облучения фотореактора служит внеш ний источник 9 облучения, который мо-. жет быть искусственным (лампы) или естественным (солнце). Для необходи55 мых вычислительных операций и выра ботки управляющих сигналов служит вычислительное устройство 10, Причем на вычислительное устройство 10 посту= пают сигналы, пропорциональные значению интенсивности фотосинтеза с устройства 2 измерения интенсивности фотосинтеза и значению величины рас хода суспензии микроорганизмов через фотореактор с расходомера 8. Вычис.лительное устройство 10 на основе поступающих значений сигналов вычисляет производную интенсивности фото= синтеза между двумя моментами време-. ни и ее знак и в зависимости от знака производной вырабатывает сигнал управления расходом суспензии микро= организмов, который поступает в уст= ройство 7 изменения расхода суспенэии микроорганизмов через фотореак= тор для его отработки, что позволяет поддерживать максимальными значения интенсивности фотосинтеза микроорга= низмов.

Пример. При выращивании

Chlorel1a vulgaris штамм ЛАРГ-3 в культиваторе микроводорослей, обес-. печивающем движение клеток суспензии через фотореактор в световом поле прерывистого облучения с соотноше-. нием темнового объема к световому

2,4, при облучении фотореактора облученностью 500 Вт/мг ФАР (фотосинте= тически активная радиация), темпера= туре суспензии 38ОС и начальной плотности суспензии 1 г АСВ (абсолютно сухое вещество) на 1 л суспензии и постоянной дозе слива суспенэии

0,39 л/л суспензии в 1 ч, изменении расхода суспензии через фотореактор были получены результаты, приведен-. ные в таблице.

Таким образом, предлагаемый спо-. соб культивирования фотосинтезирунтщих микроорганизмов позволяет повысить производительность фотореакто= ра путем обеспечения оптимальной длительности чередуемых световых и темновых интервалов облучения суспен— эии фотосинтезирующих микроорганизмов.

Формула изобретения

Способ культивирования фотосин-. теэирующих микроорганизмов с периоди-. ческим чередованием световых и темноных интервалов облучения суспенэии, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, 166653 7 низмов путем изменения расхода посту паюцей суспензии.

1 поддерживают максимальное значение интенсивности Фотосинтеза микроорга

Значение и знак

Изменение расхода производной аР с,-Рь бс е -е суспензни, г

АСВ/л

Увеличивают

tl и

Уменьшают

Ф

Расход изменялся через интервал в л/с.

+ При расходе суспензии 5 л/с достигается

+Ф максимальная производительность.

Составитель Г.Еогачева

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор Л.Веселовская

Заказ 2498 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 с

Расход

Ф суспен= зии через фотореактор, л/с

2

4

5м%

Концентрация суспензия в слитой

0,16

1,19

2,18

2,49

2,54

2,3

2,54

Абсолютная cicoрость роста г АСВ Р» л сут) 0,6

10,9

20, 8?

24, 04

24,5

21,6

24,5

+4,3

+4, 13

+О, 133

+О, 019 —.О, 121

+0,121