152118. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikroorganizmusok automatikusan szabályozott és folyamatosan üzemelő fermentálásához
s 152118 6 szítésére szolgáló energiaforrás mennyiségének szabályozását pH vagy redoxmérést végző elektronikus berendezéshez kapcsoljuk. Megjegyezzük azt, hogy az alaptáptalaj kiegészítésére szolgáló energiaforrás minősegét az elő- 5 állítani kívánt mikroorganizmus faja, mennyi-^ séget pedig annak fiziológiai állapota szabja meg. Ennek megfelelően az energiaforrás szükséges mennyiségének változó értékét — attól függően, hogy a mikroorganizmust a növekedési, logaritmikus, stacioner vagy csökkenő fá- 10 zisban kívánjuk tartani — szabályozzuk. Az energiaforrás , mennyiségének szabályozására két.lehetőség van: ' a) Ha az energiafelszabadítás glikolizissel történik, akkor rendszerint sav keletkezése *5 miatt a közeg savas kémhatású lesz, ezt pedig a pH érték állandó érteken való tartásának érdekében lúg beadagolásával semlegesítjük. Az erre felhasznált lúg mennyisége arányos a fermentáció intenzitásával, ill. az elbomlott 20 szérihidrát mennyiségével. Gyakorlatilag pl. elegendő pontosságot kapunk, ha 2 mól lúgfogyásra 1 mól hexose elbontást számítunk. A pH értéket szabályozó önműködő berendelés a pH értéket állandósítja azáltal, hogy pl. a lúg- 25 tartály adagolószervét vezérli. Ha. a lúgtartály adagolószervét vezérlőjellel szinkron, az alkalmazott lúg koncentrációjának megfelelő szénhidrátot tartalmazó tartály adagolószervét is vezéreljük, akkor gyakorlatilag megvalósítót- 30 tuk az optimális energiaforrás szintjének állandó értéken való tartását a tenyészet fiziológiai állapotának megfelelően. ' b) Ha az energiafelszabadítás oxidációval történik, akikor az energiaforrás mennyiségé- 35 nek szabályozására az oxigénfogyást, ill. a képződő széndioxid mennyiségét vesszük alapul. Az önműködő szabályozás elve az előbbiekkel azonosnak tekinthető. A tenyészet redo3Ípotenciáljának szabályozá- *° sát a pH mérés előbb vázolt elvének megfelelően valósítottuk meg. A redoxpotenciált mérő elektródok jelére, ill. e jelet felerősítve a redukálószert, ill. oxigénáramot adagoló szerv vezérlése valósul meg és a' tenyészetbe állandó *5 és optimális redoxpotenciál tartható fenn folyékony állapotú redukálószer, ill. aeroszol elkevertetésével. A tenyészet növekedéséhez szükséges és" a mikroorganizmus fajától függő speciális anya- *° gok i(növekedési faktorokat tartalmazó fehérjék, peptidek, aminosavak, nitrogéntartalmú anyagok, vitaminok, enzimek, enziimaktivátorok, inhibitorok, szervetlen sók) 'beadagolását a tenyésaet fiziológiai állapotának megfelelően * pH, csiraszám vagy a redoxpotenciál szabályozásához kapcsoljuk, vagyis a növekedéshez szükséges adalékanyagok befogadására szolgáló tartály adagolószervét pl. a pH szabályozó elektronikus berendezéssel vezéreljük. 60 A tenyészet pH értékének, redoxpotenciál jának, a nitrogén- és energiaforrás állandó és ' optimális szintjének és a növekedési faktorokat tartalmazó anyagok kívánt értékének ál- 65 landó fenntartásával a tenyészet pillanatnyi fiziológiai állapotának, megfelelő optimális , körülményeket teremtünk. A beprogramozott értékeket az önműködő berendezéseken előre beállítjuk és a tenyészetbe juttatott adalékanyagokkal mindenkor az optimális tenyésztést érjük el. Emellett a tenyészet sterilitása is biztosítva van, a fertőzések veszélye a zárt rendszer folytán ki van zárva. A redoxpoíenciál állandó optimális szinten való tartásával a sejtek energiai elszabadításánalk módiját és permeabilitásuk mértékét is befolyásoljuk. A tenyészet csiraszámának önműködő szabályozását oly módon valósítjuk meg, hogy az optimális csiraszám értéket előfcísérletekben megállapítjuk és a mért zavarossági értékeket az önműködő berendezések programozásánál felhasználjuk. Az optimális csiraszám állandó szinten való tartására a tenyésatőtér és a csiraszámot mérő műszer közötti állandó kapcsolat megteremtésével folyamatos mérés valósítható meg 0,0—1015 sejt/ml értékhatárok 'között, emellett a zárt rendszer a fertőződési veszélyt kizárja. A zárt rendszerben áramló tenyészet zavarossági értékét és pedig a maximális értéket fotoelektromos úton észleljük. A maximális zavarosságnak megfelelő értéken kapott jelet felerősítve motorok működését indítjuk meg, melyek szinkronszivattyú segítségével a maximális csiraszámú szuszpenziót lefejtik és ennek pótlására friss alaptáptalajt 'adagolnak ä tenyésztőtérbe. A szivattyúk működése addig tart, amíg a tenyésztőtérben a csiraszám a meghatározott maximális érték. , alá •' csökken. Ezen a meghatározott minimális ponton, az önműködő elektronikus berendezés előzőleg beprogramozott újalbb jelére a szivattyúk: meghajtó motorjai leállnak. A maximális és minimális csiraszám. érték különbség 0',1—09,9% értékeltérésű lehet f(!&0% eltérés esetén a szinkronosztódás extrém esete áll fenn). Az optimális csiraszám önműködő szabályozásával felesleges friss alaptóptalaj idő előtti beadagolása, ill. félkész tenyészet idő előtti lefejtése elkerülhető. Mivel a tenyészet egyéb optimális feltételeit biztosítottuk, ezáltal a ÍOT-lyamatosságot úgy valósítottuk meg, hogy az a megválasztott fiziológiai állapotra, a részecskék, mikroorganizmusok, táptalajmolekulák tartózkodási idejére, extrém esetben a friss táptalaj beadagolás, ill. késztenyészet lefejtésére vonatkozzék. A minimális csiraszám értéktől a maximális csiraszám eléréséig extrém esetben egy osztódási folyamatra van szükség, tekintetbe véve azt, hogy, a képződött 'sejtek azonos fiziológiai állapotban vannak és a minimális csiraszámérték megválasztása megfelelő képpen történik {szinkronosztódás). A maximális és minimális csiraszám közötti különbség értéke a tenyészetben 0,1% és a maximális csíraszám feléig terjedő határok között szabályozható. A különféle mikroorganizmusoknál előzőleg meghatározott tapasztalati értékek felhasználására az önműködő elektronikus foeren-3
