Способы контроля за условиями – C12Q 3/00

Изобретения относятся к области биотехнологии, в частности к устройствам для выращивания одноклеточных фотосинтезирующих микроорганизмов, и может найти применение в биотехнологии, в фармацевтике, в пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Биореактор содержит емкость (1) с крышкой (2) и устройство для перемешивания и аэрации микроорганизмов, включающее размещенные в крышке (2) патрубки (3 и 4) соответственно для подачи аэрирующего газа и отвода газообразной среды. В емкости (1) установлены несколько соосно расположенных и на расстоянии друг от друга кольцевых перегородок (12 и 13) с открытыми снизу поплавками (14 и 15) на вертикальной полой оси (11) с возможностью вращения и возвратно-поступательного по ней перемещения с образованием зазора между стенкой емкости (1) и кольцевыми перегородками (12 и 13). Крышка (1) и емкость (2) реактора выполнены из светопроницаемых материалов. Биореактор имеет средство (19) для удержания реактора в жидкой среде на плаву и источники (20 и 21) искусственного освещения, установленные в полостях поплавков (14 и 15) кольцевых перегородок (12 и 13). Последние выполнены из оптически прозрачного материала. Емкость выполнена в виде одноразовой или многоразовой съемной оболочки (22) и имеет средства (23 и 24) для ее крепления соответственно к крышке (2) и днищу (17) емкости. Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов включает создание биохимических и физических условий для их роста в питательной среде и поддержание температурного режима культивирования. Последний осуществляют в биореакторе, который погружают и поддерживают в плавучем состоянии в природном или искусственном водоеме при температуре воды, благоприятной для роста фотосинтезирующих микроорганизмов в указанном водоеме, причем в качестве питательной среды используют отфильтрованную воду водоема, в котором расположен биореактор. Изобретения обеспечивают повышение выхода биомассы фотосинтезирующих микроорганизмов при одновременном сокращении энергозатрат и упрощении обслуживания. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области биотехнологии, биохимии и технической микробиологии и может быть использовано в длительных непрерывных и периодических процессах при строгом поддержании массы культуральной жидкости. Способ включает измерение теплопродукции по изменению тепловой мощности, затрачиваемой на поддержание изотермического режима ферментационного сосуда при останавливаемых протоках жидких и газообразных сред через ферментационный сосуд с введением поправки на вклад тепловой мощности от перемешивания культуральной жидкости. При этом устраняют вклад в теплопродукцию тепловой мощности от изменений в ферментационном сосуде массы культуральной жидкости благодаря поддержанию исходного ее значения с заданной точностью в условиях проводимых непрерывных и периодических процессов культивирования по равенству приращений энергии, затрачиваемых для каждого нагрева ферментационного сосуда в процессе поддержания заданного значения массы культуральной жидкости, значению приращения энергии, полученному при калибровочном нагреве ферментационного сосуда, заполненного исходной массой культуральной жидкости, при этом определение теплопродукции и поддержание массы культуральной жидкости в течение проводимого процесса культивирования микроорганизмов разнесены во времени. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений в ферментационном сосуде теплопродукции микроорганизмов в непрерывных и периодических процессах. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при автоматизации процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов. Исходную питательную среду вместе с инокулятом автотрофного микроорганизма подают из технологической емкости во входную секцию фотобиореактора с формированием на внутренней поверхности прозрачных цилиндрических трубок пленки суспензии фотоавтотрофного микроорганизма гравитационно стекающей вниз. Одновременно вовнутрь этих трубок с помощью патрубков подают смесь воздуха с углекислым газом в противоточном режиме с истечением пленки суспензии. При течении по внутренней поверхности прозрачных цилиндрических трубок суспензия фотоавтотрофного микроорганизма попадает в секцию освещения, в которой ее непрерывно освещают люминесцентной лампой. Из прозрачных цилиндрических трубок суспензия фотоавтотрофного микроорганизма стекает в выходную секцию фотобиореактора, где подвергается барботажу, который позволяет дополнительно насытить клетки углекислым газом и освещается горизонтальной тороидальной лампой. При этом внешнюю поверхность прозрачных цилиндрических трубок последовательно охлаждают охлаждающим воздухом в секции освещения и охлаждающей водой в секции охлаждения с перемещением охлаждающего воздуха охлаждающей воды по соответствующим контурам рециркуляции. В суспензию фотоавтотрофного микроорганизма на входе во входную секцию фотобиореактора непрерывно вводят питательную среду из основного и корректирующего потоков, подаваемых сначала в технологическую емкость, а затем в контур рециркуляции суспензии. Отработанную смесь воздуха с углекислым газом из фотобиореактора подают в смеситель с помощью компрессора по контуру рециркуляции смеси воздуха с углекислым газом с промежуточным сбором в газовой емкости. Пену, образовавшуюся после барботажа, непрерывно отводят из нижней части фотобиореактора в сепаратор-пеногаситель с последующим ее разделением на суспензию, направляемую во входную секцию фотобиореактора, и смесь воздуха с углекислым газом, объединяемую с отработанной смесью воздуха с углекислым газом в контуре ее регуляции с промежуточным сбором в газовой емкости и подаваемой в смеситель с дополнительным насыщением отработанной смеси воздуха с углекислым газом необходимым количеством углекислого газа. Насыщенную углекислым газом смесь воздуха с углекислым газом выводят из смесителя по двум потокам, один из которых в качестве основного потока направляют вовнутрь цилиндрических прозрачных трубок в противоточном режиме, второй - на барботаж суспензии в выходную часть фотобиореактора. Из выходной части фотобиореактора суспензию микроорганизмов выводят в контур рециркуляции суспензии с промежуточным выделением из суспензии образовавшегося в процессе культивирования кислорода с помощью десорбера и последующим отводом его посредством вентилятора и выводом другой части суспензии фотоавтотрофных микроорганизмов в сборник готовой биомассы с последующим измерением необходимых значений для создания оптимальных условий для культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов. Изобретение позволяет повысить эффективность культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов, создать возможность для встраивания предлагаемого способа в существующие производственные линии, повысить энергетическую эффективность и производительность процесса культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов. 2 пр., 1 ил.

Основными областями применения заявленного способа является биотехнология, биохимия и техническая микробиология. Ферментационные аппараты используются для изучения роста и метаболизма микроорганизмов и для решения ряда других задач. Предложенное решение заключается в том, что измерения проводят при останавливаемых на заданный промежуток времени протоках жидких и газообразных сред через ферментационный сосуд в начале ферментационного процесса и в течение этого процесса через выбранные интервалы времени, необходимые для измерений теплопродукции микроорганизмов и оценки дестабилизирующих вкладов тепловой мощности от работы средств перемешивания культуральной жидкости, и рассчитывают теплопродукцию как приращение текущих значений тепловой мощности к начальному значению измеренной тепловой мощности с введением поправки на действие указанных дестабилизирующих вкладов. Способ осуществляется в ферментационном аппарате, в котором ферментационный сосуд установлен внутри управляемого термостатирующего экрана и снабжен дополнительным перемешивающим устройством для обеспечения регулирования температуры ферментационного сосуда, при этом коммуникации, идущие в ферментационный сосуд, имеют тепловой контакт с управляемым термостатирующим экраном. Технический результат - повышение точности измерений в ферментационном сосуде теплопродукции микроорганизмов в непрерывных и периодических процессах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при управлении периодическим воздушно-приточным биотехнологическим процессом в биореакторе. Способ предусматривает измерение содержания кислорода в отходящих газах, рабочего объема культуральной среды, измерение концентрации биомассы и концентрации промежуточного продукта ее жизнедеятельности. При этом по измеренным параметрам определяют удельную скорость потребления кислорода и скорость изменения концентрации промежуточного продукта и осуществляют регулирование подачи воздуха на аэрацию, подачи питательной среды и перемешивания культуральной среды. Кроме того, дополнительно измеряют температуру культуральной среды, температуру подаваемой питательной среды, температуру подаваемого и отводимого хладагента, его расход и по измеренным параметрам определяют удельную скорость тепловыделений биомассы и скорость изменения количества промежуточного продукта, а регулирование подачи воздуха на аэрацию и подачи питательной среды осуществляют в зависимости от полученной удельной скорости тепловыделений биомассы и от скорости изменения количества промежуточного продукта. Данный способ позволяет повысить эффективность регулирования и улучшить качественные показатели: подъемную силу - на 8,1%, мальтазную активность - на 7,9% и стойкость - на 7,4%.