Устройство для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде

Авторы патента:

C12M1/36 - с контролем условий или времени, например автоматически управляемые ферментеры (управление или регулирование вообще G05)

Изобретение относится к микробиологии и направлено на повышение точности и уменьшение инерционности измерения концентрации этанола в культуральной среде. Концентрация этанола в культуральной среде измеряется датчиком кончентрации этанола, чувствительным элементом которого является полупровводниковый P-N-переход. Сигнал датчика концентрации этанола через преобразователь поступает на первый вход блока коррекции, на второй вход блока коррекции поступает сигнал с датчика концентрации растворенного кислорода в культуральной среде. Таким образом достигается снижение погрешности измерений, связанной с влиянием концентрации растворенного кислорода на показания датчика концентрации этанола. Для уменьшения инерционности измерений датчик концентрации этанола снабжен насосом, создающим разрежение в датчике, благодаря чему увеличивается скорость диффузии ионов этанола к чувствительному элементу датчика. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5)) 4 С 12 M I /36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4402084/31-13 (22 ) 28. 01 . 88 (46) 07.12.89. Бюл. 1(- 45 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Д.С.Дайлиде, 10.Ê.Þ.Ñòàíèøêèñ и P.Ю.Симутис (53) 663.1(088.8) (56) Biotechnol. and Biolng, ч. ХХ, р. 799-807, 1978, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭТАНОЛА В КУЛЬТУРАЛЬНОЙ СРЕДЕ (57) Изобретение относится к микробиологии и направлено на повышение точности и уменьшение инерционности измерения концентрации этанола в культуральной среде. Концентрация этанола в культуральной среде измеряется датчиком концентрации этанола, Изобретение относится к микробиологической промьппленности и может быть использовано для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде в реальном масштабе времени.

Цель изобретения вЂ” повышение точности и уменьшение инерционности измерения концентрации этанола в культуральной среде.

На фиг. 1 представлена схема устройства для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде; на фиг. 2 вЂ” схема датчика концентрации этанола.

Устройство состоит из датчика 1 концентрации этанола с преобразова2 чувствительным элементом которого является полупроводниковый р вЂ” n-переход. Сигнал датчика концентрации этанола через преобразователь поступает на первый вход блока коррекции, на второй вход блока коррекции поступает сигнал с датчика концентрации растворенного кислорода в культуральной среде. Таким образом достигается снижение погрешности измерений, связанной с- влиянием концентрации растворенного кислорода на показания датчика концентрации этанола, Для уменьшения инерционности измерений датчик концентрации этанола снабжен насосом, создающим разрежение в датчике, благодаря чему увеличивается скорость диффузии ионов этанола к чувствительному элемен2 телем 2, датчика 3 концентрации растворенного кислорода, соединенного с вторым входом блока 4 коррекции, выход которого соединен с входом блока 5 индикации и преобразователем 2.

Датчик концентрации этанола состоит из полупроницаемой. сепарируюшей мембраны 6, воздушного пространства 7, чувствительного элемента 8 (полупроводникового р-и-р-переходаJ патрона 9, корпуса 10, канала 11 отсоса воздуха, канала 12 для электрода, измеряющего концентрацию растворенного кислорода в зоне датчика, насоса 13 и соединительной линии 14.

Датчик концентрации этанола работает следующим образом.

1527253

Ионы этанола через мембрану 6 из резервуара проникают в воздушное пространство 7, диффундируя через которое, попадают в зону чувствительного элемента 8. В зависимости от концентрации ионов этанола меняется сопротивление чувствительного элемента 8. Сигнал о сопротивлении чувствительного элемента передается по соедини1ельной линии 14.

Для снижения инерционности измерений через канал 11 датчика с помощью насоса 13 (перистатического) с постоянным дебитом отсасывается воздух из зоны между мембраной 6 и чувствительным элементом 8. При этом воздух в пространстве 7 датчика разряжается и скорость диффузии ионов этанола к чувствительному элементу увеличивается °

Устройство для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1 концентрации этанола поступает на блок преобра- зователя 2, выходной сигнал которого вЂ” напряжение поступает на первый вход блока 4 коррекции. Для снижения погрешности измерений, связанных с влиянием концентрации растворенного кислорода в культуральной среде на показания датчика концентрации этанола, в его зоне с помощью датчика 3 концентрации растворенного кислорода через канал 12 измеряется концентрации растворенного кислорода. Сигнал с датчика 3 концентрации растворенного кислорода поступает на второй вход блока 4 коррекции.

Скорректированный сигнал с выхода блока 4 коррекции поступает на блок

5 индикации. При этом выходной сигнал блока 4 коррекции пропорционален концентрации этанола в культуральной среде и не зависит от концентрации растворенного в среде кислорода.

В качестве блока преобразователя

2 можно применить электронную схему.

Датчиком 8 растворенного кислорода служит электрод Ingold. Блок 4 коррекции представляет собой микроЭВМ с аналого-цифровым преобразователем на входах. В качестве блока 5 индикации служит индикатор той же ЭВМ.

Испытания устройства для автоматического определения концентрации этанола в культуральной среде в лабораторных условиях при культивировании микроорганизмов на ферментационной установке показал, что по сравнению с известным постоянная времени предлагаемого устройства ,снизилась в 2,5 раза, а относительная погрешность снизилась в среднем на 7,8Е.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде, содержащее последовательно соединенные датчик концентрации этанола и преобразователь и блок индикации, о т л и ч а ю ш евЂ”

35 е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения инерционности, оно дополнительно снабжено датчиком концентрации кислорода и блоком коррекции, выход которого соединен с входом блока индикации, первый вход вЂ” с выходом преобразователя, второй вход вЂ” с выходом датчика концентрации кислорода, а датчик концентрации этанола снабжен насосом для откачки воздуха.

1527253

Составитель Н. Алкеев

Техред М.Дидик Корректор М. Василье ва

Редактор.В. Данко

Заказ 7481/34 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Устройство для автоматического измерения концентрации этанола в культуральной среде

Изобретение относится к устройствам для контроля процесса ферментации антибиотиков и направленно на повышение точности контроля концентрации пенициллина в процессе его биосинтеза

Прибор для поддержания газовой фазы в культиваторе клеток // 1504247

Изобретение относится к биологической технике, а именно к приборам для поддержания газовой фазы при выращивании клеток в культиваторе, и может найти применение как в медицинской, так и в микробиологической промышленности

Способ измерения массы культуральной жидкости в ферментере в процессе культивирования // 1479504

Изобретение относится к способам контроля процессов культивирования микроорганизмов и может быть использовано в микробиологической, пищевой и других отраслях промышленности

Устройство для контроля процесса поверхностного культивирования микроорганизмов // 1465452

Устройство для автоматического контроля концентрации ионов бикарбоната и общей карбонатной концентрации в процессе культивирования микроорганизмов // 1433974

Изобретение относится к микробиологической промьгашенности и направлено на повышение точности измерения бикарбонатной и общей карбонатной концентрации в ферментационной среде в процессе культивирования

Устройство для измерения электропроводности замороженных биологических суспензий // 1375644

Изобретение относится к криобиологии и направлено на повышение точности измерения электропроводности замороженных биологических суспензий

Способ определения экономического коэффициента в процессе культивирования микроорганизмов // 1288202

Изобретение относится к биоинженерии и направлено на повьшение точности определения экономического коэффициента в реальном масштабе времени

Система автоматического контроля процесса ферментации аэробных культур // 1263708

Устройство для непрерывного определения концентрации глюкозы в процессах культивирования микроорганизмов // 1253998

Устройство для измерения скорости образования биомассы // 1253997

Способ получения биомассы и устройство для его осуществления // 2105059

Устройство для оценки качества продуктов живой и неживой природы // 2122025

Установка для производства биопродукта // 2123525

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к биотехнологичсскому оборудованию, используемому в процессах выращивания микроорганизмов

Установка биологической очистки газов // 2156805

Изобретение относится к области очистки газообразных сред и может быть использовано при очистке отходящих газов в микробиологической, лакокрасочной, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при переработке продукции сельского хозяйства

Способ экспресс-определения нестерильности питательных сред для глубинного культивирования микроорганизмов, клеток животных и вирусов в биореакторах // 2307166

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в производстве биопрепаратов

Светодиодная матрица для освещения планшетов с лунками для клеток и автоматизированная стеллажная система для их обработки // 2315093

Изобретение относится к технике для выращивания тканей растений

Способ и устройство для получения фикоэритрина с высокой оптической плотностью // 2315094

Изобретение относится к области биохимии, в частности к способам и устройствам для получения окрашивающих веществ, и может быть использовано в пищевой и косметической промышленности, а также при проведении различного рода биологических исследований

Устройство для непрерывной культуры с мобильным сосудом, позволяющим выполнять отбор наиболее подходящих вариантов клеток // 2373273

Способ культивирования фототрофов и установка для его осуществления // 2450049

Изобретение относится к области биотехнологии

Способ получения микроаэрофильных условий для культивирования кампилобактеров // 2055885

Изобретение относится к работе с ферментами или микроорганизмами с контролем условий или времени и может быть использовано для клинической и лабораторной диагностики кампилобактериоза этиологического фактора острых кишечных заболеваний (ОКЗ)