Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов

 

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и может быть использовано в сельском хозяйстве и микробиологической промышленности. Цель изобретения - увеличение продуктивности культивирования микроорганизмов, повышение коэффициента использования облученности фотосинтетически активной радиации на фотосинтез за счет поддерживания оптимального значения плотности суспензии микроорганизмов в фотореакторе. Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов в фотореакторе. Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов включает измерение интенсивности фотосинтеза микроорганизмов , измерение облученности фотореактора и плотности суспензии микроорганизмов, а также периодический слив суспензии микроорганизмов и долив питательного раствора , определение удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза, его производной и знака производной , при этом слив суспензии и долив питательного раствора осуществляют при достижении отрицательного значения производной удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза. Данный способ позволяет повысить продуктивность фотосинтезирующих микроорганизмов за счет более эффективного использования облученности фотореактора микроорганизмов. 1 ил, ъ Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 12 N 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с

K" АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4437082/13 (22) 08.06.88 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) В.Л. Корбут (56) Авторское свидетельство СССР

N 1731807, кл. С 12 N 1/12, 29.04.88. (54) СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИХ МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и может быть использовано в сельском хозяйстве и микробиологической промышленности. Цель изобретения — увеличение продуктивности культивирования микроорганизмов, повышение коэффициента использования облученности фотосинтетически активной радиации на фотосинтез за счет поддерживания оптимального значения плотности суспензии микроорганизмов в фотореакторе. Способ

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и может быть использовано в сельском хозяйстве и микробиологической промышленности.

Цель изобретения — увеличение продуктивности фотосинтезирующих микроорганизмов, повышение коэффициента

° использования облученности фотосинтетически активной радиации на фотосинтез за счет поддержания оптимального значения плотности суспензии (концентрации KllBTQK, концентрации абсолютно сухого вещества, оптической плотности) в фотореакторе, „„!Ж,„, 1773937А1 культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов в фотореакторе, Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов включает измерение интенсивности фотосинтеза микроорганизмов, измерение облученности фотореактора и плотности суспензии микроорганизмов, а также периодический слив суспензии микроорганизмов и долив питательного раствора, определение удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза, его производной и знака производной, при этом слив суспенэии и долив питательного раствора осуществляют при достижении отрицательного значения производной удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза. Данный способ позволяет повысить продуктивность фотосинтезирующих микроорганизмов за счет более эффективного использования облученности фотореактора микроорганизмов. 1 ил, обеспечивающей максимизацию удельного

О коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза, выражаемого как отношение произведения фотосинтетической продуктивности (интенсивности фотосинтеза) и коэффициента использования фотосинтетически активной радиации (ФАР) на фотосинтез на значение плотности суспензии микроорганизмов, Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов, включает измерение интенсивности фотосинтеза микроорганизмов (по скорости поглощения

СО2 или выделении (h суспензией в раствор

1773937

55 или газовоэдушную среду культиватора), уровня облученности фотореактора и плотности суспензии, а также периодический слив суспензии микроорганизмов и долив питательного раствора для понижения плотности суспензии после ее увеличения вследствие естественного роста и размножения фотосинтезирующих микроорганизмов, Для поддержания оптимального значения плотности суспензии в фотореакторе, которая соответствует максимально удельному коэффициенту энергетической эффективности процесса фотосинтеза, определяют удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза по соотношению коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза к плотности суспензии микроорганизмов, определяют производную удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза по времени, ее знак, а слив суспензии и долив питательного раствора осуществляют при отрицательном значении производной удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза.

Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов осуществляют следующим образом.

Измеряют интенсивность фотосинтеза (Ф) по скорости уменьшения концентрации

СОг или увеличению 02 в суспензии (или газовоздушной среде культиватора, или измерительной емкости, устанавливаемой после фотореактора). Величина интенсивности фотосинтеза пропорциональна продуктивности микроорганизмов.

Измеряют уровень облученности (Е) фотореактора датчиком облученности, например, пиранометром Янишевского, имеющим электрический выход си нала, пропорциональный уровню облученности.

Измеряют плотность суспензии мйкроорганизмов, например, датчиком оптической плотности, который имеет выходной электрический сигнал.

Определяют удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза путем вычисления

Куээ=-Ф /Е ОП=Кио Ф!ОП=Кээ/ОП, 2 где К э=Кио Ф вЂ” коэффициент энергетической эффективности;

Кио=Ф/Š— коэффициент использования облученности на фотосинтез;

ОП вЂ” плотность суспензии (конц,АСВ), определяемая по оптической плотности суспензии.

Определяют производную удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза между двумя фиксированными моментами времени, т.е. (Ky»)t2 (Ky»)„

t2 — 11 (Ф /Е ОП)12 — (Ф /Е ОП)ц

t2 — t1 (Кио ФГОП) 2 — (Кио ФГОП Л1 тг — т1

ГДЕ t2 — t1 — ПРОМЕжУтОК ВРЕМЕНИ МЕЖДУ ДВУмя измерениями, (Ky»)t1=(& /ЕОП) 1=(Кио Ф/ОП)ц удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза в момент времени tt; (Куээ) г=(Ф /Е ОП) 2=(Ки ОФ/ОП) г удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза в момент времени t2.

Слив суспензии и долив питательной среды осуществляют при достижении производной удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза отрицательной величины, т.е.

d К 3q (Ky»)t2 (l

t2 t1 при тг т1 ° (l

Все параметры модели и начальные условия были одинаковы, разница была только в реализации способа культивирования (сравнение предлагаемого способа и прототипа), данные облученности и ее динамики, реальные для летнего дня при облучении солнечной радиацией. Как видно иэ результатов моделирования, в случае использования предлагаемого способа (при максимизации удельного коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза) как продуктивность, так и коэффициент использования солнечного облучения на фотосинтез эа световой день существенно выше, чем у прототипа.

Способ поясняется чертежом, на котором изображена схема, реализующая данный способ.

В контуре культиватора микроводорослей, состоящим из фотореактора 1, измерительной емкости 2 для измерения интенсивности фотосинтеза, газообменника 3, циркулирует суспензия, подаваемая побудителем расхода 4. Для измерения интенсивности фотосинтеза через измери1773937

Формула изобретения

Составитель Г. Богачева

Редактор А. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор k. Гунько

Заказ 3908 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельную емкость 2 с постоянной скоростью прокачивают атмосферный воздух. С входа и выхода измерительной емкости осуществляют отбор проб воздуха, которые поступают в газоанализаторы 5 и б кислорода, сигналы газоанализаторов поступают в вычислительное устройство 7, в которое также поступают и сигналы облученности фотореактора от датчика 8 облучен ности и датчика

9 оптической плотности. Устройство 7 вычисляет удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза и его производную и в случае отрицательного значения производной, вычисляют дозу слива и дает сигнал исполнительному механизму 10, который управляет устройствами

11 и 12 слива суспензии и долива питательного раствора.

Таким образом, результат способа культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов обеспечивает повышение продуктивности и эффективности использования облученности фотореактора на фотосинтез за счет поддержания оптимальной плотности суспензии в фотореакторе, соответствующей максимальному удельному коэффициенту энергетической эффективности процесса фотосинтеза, в условиях, изменяющейся (или не изменяющейся) облученности фотореактора.

Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов, предусматрива5 ющий измерения интенсивности фотосинтеза и уровня облученности, определение коэффициента энергетической эффективности процесса фотосинтеза по произведению коэффициента использова10 ния облученности на величину фотосинтеза. слив суспензии и долив питательного раствора, отличающийся тем, что, с целью увеличения продуктивности культивирования микроорганизмов, повышения коэффи15 циента использования облученности фотосинтетически активной радиации на фотосинтез за счет поддержания оптимального значения плотности суспензии микроорганизмов в фотореакторе, дополнительно

20 измеряют плотность суспензии микроорганизмов, определяют удельный коэффициент энергетической эффективности процесса фотосинтеза по соотношению коэффициента энергетической эффективности

25 процесса фотосинтеза к плотности суспензии микроорганизмов, производную от этого коэффициента и знак этой производной, а слив суспензии и долив питательного раствора осуществляют при отрицательном

30 значении производной.

Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов Способ культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, в частности к производству вирусных препаратов

Изобретение относится к биологическим средствам защиты растений от грибных болезней (микозов)

Изобретение относится к способам культивирования фотосинтезирующих микроорганизмов и может быть использовано в сельском хозяйстве и микробиологической промышленности

Изобретение относится к культивированию микроводорослей в качестве добавки в корм птицам, рыбам и пр

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам выделения Shlorella sp

Изобретение относится к селекции микроводорослей и может быть использовано в биотехнологии фотоавтотрофных биосинтезов, в частности к получению углеводов

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности, а именно к способам переработки микроводорослей, Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта при сокращении продолжительности процесса

Изобретение относится к микробиологической, пищевой и медицинской промышленности
Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для получения пищевых добавок, обладающих биологической активностью
Изобретение относится к микробиологии и касается способа получения селенсодержащей спирулины с содержанием органического (биодоступного) селена 6,15-6,5 г/кг

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для выделения аксенических культур микроводорослей при проведении физиолого-биохимического, цитологического и генетического изучения микроскопических водорослей

Изобретение относится к биофизике и ядерной технике и предназначено для производства биологического сырья для синтеза искусственного органического топлива, кормов и гумуса

Изобретение относится к микробиологической промышленности

Изобретение относится к области защиты технических смазок от повреждения мицелиальными грибами
Изобретение относится к области экологии и может быть использовано при очистке морской среды от нефтеорганического и минерального загрязнения
Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для получения пищевых добавок, обладающих биологической активностью
Наверх