Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Моделирование процессов периодического культивирования микроорганизмов

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Моделирование процессов периодического культивирования микроорганизмов"

Российская академия сельскохозяйственных наук

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

Озеренко Оксана Алексеевна

Моделирование процессов периодического культивирования микроорганизмов

03.00.23 - биотехнология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

т&±

¿2475-

Российская академия сельскохозяйственных наук

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

Озеренко Оксана Алексеевна

Моделирование процессов периодического культивирования микроорганизмов

03.00.23 - биотехнология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена в отделе промышленной технологии производства противобактерийных препаратов Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности.

Научный руководитель:

Кандидат биологических наук

Научный консультант:

Доктор биологических наук профессор, заслуженный деятель

науки РФ

Официальные оппоненты:

Александр Андреевич Раевский

Евгений Александрович Рубан

Галина Ивановна Воробьева

Доктор биологических наук, профессор Доктор биологических наук, профессор, заслуженный

деятель науки РСФСР, Лев Петрович

лауреат премии Совета Министров СССР Дьяконов

Ведущее учреждение: ФГОУВПО Московская Государственная академия ветеринарной медицин и биотехнологии им. К.И. Скрябина

Зашита диссертации состоится « 26» ноября 2004г. в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д006.069.01 во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности по адресу: 141142, Московская область, Щелковский район, п/о Кашинцево, ВНИТИБП.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИТИБП. Автореферат разослан октября 2004г.

Ю.Д.Фролов

1. Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. При производстве противобактерийных препаратов для получения микробной массы используется глубинное периодическое культивирование в биореакторах. Культивирование является основной стадией технологического процесса и во многом определяет количественные и качественные характеристики биопрепаратов. Накопление биомассы микроорганизмов при этом находится в тесной зависимости от выбранного штамма, состава питательной среды, конструкции биореактора и условий культивирования. Однако большинство технологических процессов, в том числе и культивирование при промышленном производстве ветеринарных препаратов, базируется на эмпирических данных и требует научного обоснования.

Важным методологическим вопросом математического моделирования является выбор уровня организации биологической системы, моделирование взаимодействия компонентов который наиболее полно и адекватно соответствует поставленной практической задаче. Конечной целью математического моделирования является оптимизация процесса культивирования микроорганизмов, то есть увеличение накопления микроорганизмов и их выживаемости.

Теория процессов культивирования микроорганизмов у нас в стране создана Н. Д. Иерусалимским (1963), ИА.Работновой (1974, 1976), И.Н.Ломозговой (1979), Н.С.Печуркиным (1978), В.В.Кафаровым (1979), И.А.Яаснакьян (1992), В.В.Бирюковым (1985), ЕА.Рубаном (1995, 2003); за рубежом - I.Monod (1942), A.Novick (1959). D.Herbert (1958, 1961), A.Fiecher (1975), SJ.Pert (1975), G.Hamer (1982), JJanessens (1984).

Оптимизация и управление биотехнологическими процессами требуют построения математических моделей, описывающих количественные связи

между основными параметрами процесса культивирования микроорганизмов.

В связи с вышеизложенным, весьма актуальным в решении этой общей проблемы является оптимизация процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов с использованием современных методов математического моделирования и синтеза алгоритмов оптимального управления применительно к свойствам и особенностям этих процессов.

В качестве модельных использовались культуры Salmonella clolerae suis, шт ТС 177 и №9, Pasteurella multocida, 2-й авирулентный (пастеровский) штамм; Brucella abortus, шт. 19; Campylobacter fetus subspecies intestinalis №30 (ВИЭВ).

Цель и задачи исследования. Цель работы - оптимизация процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией с использованием методов математического моделирования.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучение влияния основных технологических параметров на процесс периодического глубинного культивирования микроорганизмов;

- разработка материального баланса в процессе роста культуры микроорганизмов;

- анализ термодинамических параметров и определение коэффициента полезного действия (к.п.д.) роста популяции микроорганизмов;

- изучение динамики и составление кинетической модели периодического выращивания микроорганизмов;

- изучение гидродинамических условий в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией в процессе глубинного периодического культивирования микроорганизмов;

- разработка объединенной кинетической и гидродинамической модели глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторе;

- разработка математической модели и алгоритма управления культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Научная новизна. Определены основные критерии для математического моделирования процессов глубинного периодического культивирования : Salmonella clolerae suis, шт ТС 177 и №9 в биореакторе.

Впервые разработана математическая модель периодического глубинного культивирования: Salmonella clolerae suis, шт ТС-177 и №9.

Разработан алгоритм и система управления процессом глубинного периодического культивирования: Salmonella clolerae suis, шт ТС 177 и №9.

Показана адекватность выбранной математической модели экспериментальным данным при управляемом глубинном периодическом культивировании микроорганизмов.

Практическая значимость работы. Разработаны методики изучения основных технологических параметров, составление материального баланса, термодинамических, кинетических и гидродинамических условий при культивировании микроорганизмов и методика математического моделирования периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Апробацияработы. Представленные в диссертации результаты доложены и обсуждены на: Международной научной конференции молодых ученых «Проблемы мониторинга и генодиагностики инфекционных болезней животных» (Владимир, март 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Ветеринарная медицина - 2004»; «Современные аспекты разработки, маркетинга и производства ветеринарных препаратов» (Феодосия, май 2004 г.); научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования ФГУП «Щелковский биокомбинат» (Щелково, сентябрь 2004 г.); конференция молодых ученых «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов» (Щелково, октябрь 2004 г.).

б

По результатам диссертации опубликовано 5 работ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту. По результатам составления материального и энергетических балансов изучена кинетика и гидродинамика процесса глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Проведено теоретическое обоснование и экспериментально проверены методики использования математического моделирования при оптимизации процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 111 страницах машинописного текста и включает: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение, выводы, практические предложения и приложения. Список литературы включает 201 наименование, в том числе 77 зарубежных авторов. Материалы диссертации иллюстрированы 11 таблицами и 22 рисунками.

2. Собственные исследования

Основной объем исследований выполнен в 2003 - 2004 гг. во Всероссийском научно-исследовательском институте биологической промышленности и ФГУП «Щелковский биокомбинат» по поисковой теме «Провести математическое моделирование и оптимизацию процессов глубинного культивирования аэробных микроорганизмов» по плану НИР и ОКР на 2004 г., включенную в программу фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 г.

2.1. Материалы и методы

При проведении исследований по моделированию и оптимизации периодических процессов глубинного культивирования микроорганизмов были использованы следующие культуры: Salmonella clolerae suis, шт ТС 177 и №9, Pasteurella multocida, 2-й авирулентный (пастеровский) штамм; Brucella abortus, шт. 19; Campylobacter fetus subspecies intestinalis №30 (ВИЭВ). Культивирование осуществлялось на лабораторных установках АК-10-1 и АНКУМ-2 и промышленном биореакторе фирмы «Электролюкс» емкостью 100л.

При проведении работ использовали производственную среду на основе перевара Хоттингера следующего состава ( %):

- пептон—0,5;

- натрий хлористый—0,3;

- двузамещенный фосфат натрия - 0,5;

- перевар Хоттингера, разведенный дистиллированной водой из расчета содержания аминного азота 185-200 мг% - 100,0;

- рН готовой среды - 8,0-8,2.

Перед засевом в среду добавляли 0,1% глюкозы, в пересчете на сухое вещество, в виде 40%-ного раствора.

С целью пеногашения при интенсивном росте в биореакторах применяли пропинол Б-400.

Содержание глюкозы в культуральной жидкости определяли антроно-вым методом. рН-потенциометрически; парциальное давление растворенного кислорода (рО2) - датчиками СКБ БП (г.Пущино) и фирмы «Ингольд» (Швейцария); окислительно-восстановительный потенциал (еН) - потенцио-метрически с использованием электродов с ионной проводимостью типа ЭО-01.

Оптическую плотность культуры микроорганизмов измеряли на фотокалориметре ФЭК-56 и КФК-2, а также блоке оптической плотности аппаратуры АНКУМ-2М.

Морфологию культуры анализировали путем микроскопирования мазков, окрашенных по Грамму и по Романовскому-Гимзе.

Культуральные свойства определяли путем высева штаммов на мясо-пептонный агар (МПА) и мясо-пептонный бульон (МПБ).

Ферментативные свойства определяли при росте культуры на средах

Гисса.

Жизнеспособность микроорганизмов определяли методом последовательного титрования на чашках Петри с кровяным агаром.

Концентрирование бакмассы осуществляли с помощью бактериального фильтра фирмы «Миллипор» с диаметром пор 0,2 мкм, лабораторных центрифуг К-70Д и 8-60, суперцентрифуги СТО-100.

Для определения длительности фаз роста и максимальной удельной скорости роста использовали графический метод.

В качестве метода оптимизации использован метод математического моделирования. Для анализа и индификации математической модели использованы методы дифференциальной аппроксимации, градиентный метод, метод прямого поиска, рекуррентный метод наименьших квадратов, стохастической аппроксимации, метод с использованием баланса одного элемента.

Оценка результатов измерений проводится с использованием корреляционного и регрессивного анализа.

2.2. Изучение влияния основных технологических параметров на процесс периодического глубинного культивирования микроорганизмов

Динамика накопления сальмонелл и их жизнеспособность при культивировании по инструктивному режиму представлена на рис. 1.

Как видно из рис. 1, логарифмическая фаза роста сальмонелл наступает через 2 ч культивирования и продолжается до 8-10 ч, к этому времени на-

блюдается максимальное накопление сальмонелл, которое составляет 12-14 млрд/мл для шт. № 9 и 14-18 млрд/мл для шт. ТС-177.

Максимальное количество жизнеспособных сальмонелл приходится на экспоненциальную фазу роста. В конце лог-фазы происходит уменьшение количества жизнеспособных клеток, а в стационарной фазе роста оно снижается до 10% к 12 ч культивирования по сравнению с выживаемостью 10-часовой культуры равной 80%.

J

Рис. 1. Динамика накопления сальмонелл при глубинном культивировании

1 -Хот- -оптическаяконцентрация сальмонелл шт. ТС-177;

2 -хж - количество жизнеспособных сальмонелл шт. ТС-177;

3 -х-х X«,,. — оптическая концентрация сальмонелл шт. № 9;

4 - Д-Д х, - количество жизнеспособных сальмонелл шт. № 9.

В процессе культивирования температура поддерживалась на уровне 37±0,5°С. Скорость вращения мешалки была постоянной - 160 об/мин. Парциальное давление растворенного в культуральной жидкости кислорода (рО2) перед засевом было близким к 100%, затем через 10-15 мин наблюдалось ин-

тенсивное потребление кислорода и ко 2-му ч оно уменьшилось практически до 0%.

Через 4 ч культивирования включалась подача воздуха на аэрацию, расход которого с этого момента оставался постоянным и составлял 12,5 л/мин (2,5 объема воздуха на 1 объем питательной среды в мин.

После включения аэрации уровень рО2 увеличивался до 50% и находился на нем до 8-го ч после начала культивирования.

По мере увеличения концентрации сальмонелл скорость потребления кислорода превышала скорость его поступления.

Несмотря на увеличение аэрации до 3 об/мин, с уменьшением скорости роста сальмонелл (к 11-му ч культивирования) уровень рО2 постоянно увеличивался до 100% и оставался в этом же пределе до окончания процесса культивирования (12 ч).

Наблюдается связь, изменения окислительно-восстановительного потенциала (еН) с изменением рО2, причем при уменьшении рО2 до 7-10% скорость снижения еН увеличивается. Указанные изменения наблюдаются в фазе логарифмического роста микроорганизмов и, по-видимому, тесно связаны с интенсивным потреблением кислорода жизнеспособными клетками.

Начальное значение еН при культивировании составляло +100 мВ, минимального уровня еН (-130мВ) достигал в конце логарифмической фазы роста, затем окислительно-восстановительный потенциал возрастал и в конце процесса повышался до -15мВ.

Концентрация ионов водорода (рН), равная 7,45 практически не менялась в течение первых 5 ч культивирования, затем - постепенно снижалась к 9-му ч, что соответствует продолжительности логарифмической фазы роста, а затем при выходе на стационарную фазу постепенно увеличивалась. К концу культивирования значение рН составляло 7,2 ед.рН.

В процессе культивирования дважды (через 2 и 6 ч) добавлялась глюкоза в концентрации 0,1%. Интенсивное потребление глюкозы наблюдалось в фазе логарифмического роста, особенно в первые 8 ч, т.е. при наличии наи-

большего количества жизнеспособных клеток. При снижении количества живых клеток в культуральной жидкости (стационарная фаза роста) заметного потребления глюкозы не наблюдалось. Лимитирующая концентрация глюкозы при данном процессе составляет 8-10 мг%.

По результатам проведенной работы можно сделать следующие выводы'

- проверенный инструктивный режим культивирования не является оптимальным;

- показана тесная зависимость рО2 с концентрацией субстрата (глюкозы) и окислительно-восстановительным потенциалом;

- окислительно-восстановительные условия питательной среды являются неоптимальными;

- необходима оптимизация питательной среды по исходным окислительно-восстановительным условиям;

- необходимо оптимизировать процесс культивирования по основным параметрам (рН, еН, рО2, Сгл).

23. Материальный баланс глубинного культивирования микроорганизмов

Поскольку энергетические процессы клетки неразрывно связаны с преобразованием веществ, важным этапом анализа процесса роста клеток явилось составление материального баланса, отражающего преобразования веществ в процессе роста и сбалансированность по элементарному составу -прежде всего по углероду (С), водороду (Н), кислороду (О2) и азоту (К) -элементам, которые составляют более чем 90% массы клеток микроорганизмов. Распространение балансов на имеющиеся в компонентах питательной среды элементы, участвующие в окислительных процессах, а также их взаимосвязь с материальными и энергетическими взаимодействиями позволило

получить нойые стехиометрические соотношения для определения термодинамических параметров биологических процессов.

В упрощенном виде уравнение материального баланса можно записать: СНвгОа + аШ3 + рО* = у(СНв, Ос^(11)+ 5(СНвзОСЗ^) + (И -3)С02 + НгО

Введены следующие обозначения: Ш, С1 И О! - количество атомов Н", О" и К, отнесенное к одному атому С: а, Р, у, 8 - стехиометрические коэффициенты обмена Нг, СЬ клеточной массы и продукта.

Таблица 1

Экономический коэффициент

Микроорганизм Субстрат Yx/S Yx/Ö2

г/г г/моль г/г(углер.)

Pasterurella Глюкоза 0,41 71,2 1,28 1,15

Brucella abortus Глюкоза 0,38 68,3 0,95 0,85

Salmonella Глюкоза 0,40 73,1 1,30 1,10

На рис. 2 показано сравнение рассчитанного таким образом значения как функция с экспериментально полученными значения-

ми для глюкозы в качестве субстрата. Ух/Ог

Рис. 2. Сравнение теоретических и экспериментальных данных между коэффициентами Yx/02 и Y/S при культивировании сальмонелл.

При определении этих экономических коэффициентов учитывалась потребность в углероде для построения клеток, а также потребность в энергии, расходуемой на рост и функции поддержания жизнедеятельности. Величина экономического коэффициента в расчете углерод субстрата довольно стабильна, варьируется в пределах от 0,95 до 1,45, что дает возможность с достаточной степенью точности предсказать его значение.

2.4. Термодинамические и кинетические параметры

При глубинном периодическом культивировании микроорганизмов для определения коэффициента полезного действия используется второй закон термодинамики, который позволяет определить максимальное значение экономического коэффициента (Y x/S). Этот максимум обозначается как WF . Так как WF представляет собой максимальную величину выхода, определяемую по второму закону термодинамики, то величина отношения экспериментально определенного значения Y x/S к соответствующему значению WF дает нам величину термодинамического коэффициента полезного действия (к.п.д.) роста % :

где Vs — восстановительное число субстрата.

На рисунке 3 теоретические значения (сплошная линия) и экспериментальные данные при культивировании Salmonella, шт. ТС-177, нанесены на диаграмму Сплошная линия характеризует тенденцию изменения

экспериментальных данных. Это означает, что термодинамическая эффективность мала при низких значениях достигает максимума при и уменьшается при высоких значениях V». Представленное графическое изображение позволяет сделать следующие выводы. В области величина энергии субстрата недостаточно велика, чтобы преобразовать все количество

субстрата в клеточную массу, хотя в этой области величина термодинамического к.п.д. составляет 1. В области У,>4,2 все количество субстрата могло бы быть преобразовано в клеточную массу при значительной величине содержания энергии в субстрате, СО2 могло бы также фиксироваться. В этой области лимитирующим фактором является энергетическая емкость клеточной массы. В связи с недостаточным количеством углерода термодинамический к.п.д. в этой области уменьшается с увеличением V*. По пока невыясненным причинам значение Yx/s никогда не превышает величины 0,7 и средняя величина достигаемого максимума составляет 0,6.

0.1

о-1-4—4—*—5—*—*—6---

--

Рис. 3. Термодинамический КПД (цщ) аэробного роста сальмонелл с одним источником углерода (глюкоза), как функция восстановления субстрата и его теоретической границы, согласно второго закона термодинамики.

Простые термодинамические преобразования позволяют нам определить важные параметры для разработки и эксплуатации биореакторов и получить более точное представление о термодинамических показателях процесса культивирования.

2.5. Изучение гидродинамических условий в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией в процессе глубинного периодического культивирования микроорганизмов

Для культивирования, микроорганизмов при производстве биопрепаратов используются биореакторы с аэрацией и механическим перемешиванием емкостью от 0,1 до 1 м3. Наибольшее практическое значение для оценки и последующего поддержания оптимальных гидродинамических условий имеют циркуляционные модели, основанные на анализе структуры потоков в биореакторах при механическом перемешивании

Применение той или иной циркуляционной модели для описания процесса в аппаратах с мешалкой основано на представлении о кинематической структуре потока, которая определяется типом перемешивающих устройств и конструктивными особенностями биореактора.

Циркуляционная модель состоит из двух циркуляционных контуров, каждый из которых аппроксимируется ячейками идеального перемешивания. Возможны различные положения точек ввода и вывода потока жидкости и различные положения мешалки. При этом принимается, что объем, охватываемый мешалкой, представляет собой одну ячейку идеального перемешивания.

Величина этого объема может быть вычислена по соотношению:

Объем зон в каждом циркуляционном контуре зависит от уровня положения мешалки и может быть рассчитан по соотношениям:

где Б - диаметр биореактора (внутренний); (1т - диаметр мешалки; Но -

уровень жидкости в биореакторе; Ь - расстояние мешалки от дна биореактора, определяющее меньший из объемов, на который делит биореактор плоскость мешалки; величина меньшего из объемов; Ус - величина большего из объемов; Ур - рабочий объем биореактора.

2.6. Влияние концентрации глюкозы на выживаемость микроорганизмов на разных фазах роста

Питательные среды для культивирования микроорганизмов содержат в том или ином виде углеводы, в основном, глюкозу. Усвоение углеводов обеспечивает клетку энергией, необходимой для синтеза микромолекул и поддержания ряда других процессов в клетке. Но получение максимального количества энергии не является существенной или главной целью микроорганизма. В равной мере важной задачей углеводного обмена является обеспечение клетки необходимыми для ее роста структурными элементами.

Энергия, освобождаемая при распаде глюкозы, запасается в форме высокоэнергетического промежуточного соединения в форме аденозин-трифосфата (АТФ).

Расщепление глюкозы у микроорганизмов осуществляется при дыхании.

Зависимость оптической плотности и выживаемости пастереллезной культуры в экспоненциальной и стационарной фазе роста от удельного расхода глюкозы приведены в таблице 2.

Анализ полученных данных свидетельствует, что при более интенсивном росте в экспоненциальной фазе развития к 6-му ч выращивания наблюдается резкое падение выживаемости (в 2-3 раза), особенно при больших удельных расходах глюкозы - до 80 мл/л и более.

Таблица 2

Зависимость оптической концентрации и количества жизнеспособных пастерелл от удельного расхода глюкозы

Порядковый номер культивирования Расход глюкозы на единицу рабочего объема биореактора (У^рмл/л) Оптическая концентрация (*«г в млрдУмл) Концентрация жизнеспособных пастерелл (хж в млрдУмл) Фаза роста Примечание

1 105,0 36,6 22,7 э

2 93,3 14,0 13,9 ст

3 48,3 10,0 7,8 ст

4 51,6 8,4 5,9 ст

5 98,3 19,0 20,0 э

6 78,3 28,0 26,5 э

7 90,0 18,0 - ст

8 40,0 25,0 - э

9 98,3 30,0 - э

10 73,3 24,0 21,1 э

11 25,0 15,0 17,2 э

12 100,0 18,4 11,4 ст

13 10,0 15,4 13,2 ст С 4-го часа прекращена подача глюкозы

14 11,1 15,7 15,7 ст

15 20,0 17,4 13,0 ст

16 36,6 13,8 18,0 э Расход глюкозы 20мл/л

17 114,0 32,0 20,4 э

18 103,3 22,0 14Д ст

* э - экспоненциальная фаза роста; **ст-стационарная фаза роста.

На основании проведенного анализа полученных данных можно сделать следующие общие выводы по дальнейшему совершенствованию технологии глубинного культивирования микроорганизмов:

- необходим строгий контроль концентрации глюкозы в культуральной жидкости с целью исключения лимитирования;

- импульсная подача глюкозы в культуральную жидкость осуществлялась таким количеством, которое потребляется клетками в течение одной генерации;

-для обеспечения присутствия растворенного СО2 в культуральной жидкости следует контролировать и регулировать его содержание в процессе культивирования, особенно на фазах приспособления и экспоненциальной, исходя из свойств микроорганизмов.

2.7. Математическая модель периодического процесса культивирования микроорганизмов

Для определения структуры и параметров модели периодических процессов культивирования сальмонелл, шт. №9 и ТС-177, использовались экспериментальные данные.

Для синтеза модели процесса, предназначенной для решения задачи оптимального управления, принимаются следующие дополнительные допущения.

1. Реальный процесс можно представить математической моделью, определяющей характер связи между существенными переменными и управляющими воздействиями и содержащим рациональное число уравнением.

2. Только один компонент питательной среды в подпитывающем растворе, окружающем растущие клетки в культуральной среде, обусловливает скорость роста микроорганизмов и вместе с тем влияет на скорость синтеза целевого продукта (данный компонент обычно называется лимитирующим).

Другие компоненты питательной среды находятся в избытке по отношению к их потребности.

3. Биологическая инерционность, имеющая место при изменении внешних условий, в модели не учитывается.

4. Из-за небольших объемов подачи лимитирующего субстрата (глюкоза) - (до 500 мл) не учитывается изменение рабочего объема биореактора.

Следовательно, необходимо экспериментально определить следующие основные показатели периодического глубинного культивирования микроорганизмов - удельную скорость роста (ц), накопление биомассы (х), концентрацию субстрата и скоростью его потребления (т|).

При определении относительной скорости потребления глюкозы, как субстрата, связанного с энергетическими потребностями клетки, следует учитывать, что углеводы расходуются на синтез биомассы, продуктов метаболизма и на энергетические затраты поддержания жизнедеятельности образовавшейся биомассы. Следовательно, относительную скорость потребления углеводов представим таким образом:

где - экономический коэффициент углеводов (глюкоза) по биомассе, - коэффициент поддержания жизнедеятельности.

В итоге математическую модель биотехнологического периодического процесса культивирования микроорганизмов можно представить в следующем виде:

Рассмотрена упрощенная постановка задачи оптимизации, в которой использована субстрат-зависимая модель процесса с единственным управляющим параметром - концентрацией субстрата в среде культивирования.

Оптимальный профиль концентрации субстрата S(t) находится в общем случае численным методом на ЭВМ.

Таким образом, задача синтеза оптимального стохастического управления биотехнологическими процессами состоит из двух задач:

- разработки алгоритмов для своевременной оценки основных переменных процесса биосинтеза по получаемой статистической информации;

- разработки алгоритма детерминированного управления по оцененным значениям переменных выбранной модели.

В таблице 3 представлен разработанный алгоритм управления процессом глубинного периодического культивирования микроорганизмов.

Таблица 3

Алгоритм управления процессом культивирования микроорганизмов

№/№ Параметр Алгоритм управления

1 Температура культивирования, t"C 37*0,54:

2 рН, (ед рН) 7,6±0Д ед рН

3 рСЬ (в % от нас) 20±5%

4 рССЬ(в%отнас) 5-7±5%

5 еН(мВ) Перед началом культивирования для сокращения фазы приспособления питательная среда продувается ССЬ в течение 30-40 мин до значения еН -50-80 мВ

6 Концентрация субстрата (глюкоза) Дробная подача по 50 мл в час в виде временной ступенчатой функции с дополнительным контролем по рОг, рН или еН

В таблице 4 приведены сравнительные данные по глубинному периодическому культивированию сальмонелл в биореакторе.

21

Таблица 4

Данные периодического культивирования сальмонелл в биореакторах

Показатели

[Хпшх 1/час Накопление, % млрд/мл К-во

Время Мини- 40%

№№ культиви- Оптич. Количест- Оптич. Количест- мальное глюкозы

рования, т плотность во жизне- плотность во жизне- время ге- за время

час. способных способ-иых нерации Цош.час культи-вир.,мл

Инструктивный режим, штамм № 9

1 10 1,1±0,02 0,93±0,04 6,8±0,19 4,8±0,02 0,74±0,01 36,96

2 9 1Д±0,075 1,0±0,05 б,9±0Д1 4,85±0,03 0,69±0,01 39,21

Экспериментальный режим, штамм № 9

3 10 1,16±0,03 0,77±0,03 16,8±0,4 15,0±0,35 0,9±0,01 334,40

4 10 0,94±0,02 0,84±0,02 20,4±0,45 15,4±0,4 0,83±0,01 301,95

5 9 0,57±0,02 0,040,01 9,2±0,3 4,1±0,02 1,73±0,02 131,52

6 10 0,87±0,03 0,74±0,02 13,0±0,4 5,5±0,1 0,94±0,02 152,00

Инструктивный режим, штамм ТС-177

7 12 0,9±0,02 0,74±0,01 6,2±0Д5 3,5±0,3 0,93±0,02 30,40

8 12 0,8±0,01 0,64±0,02 6,75±0,3 5,2±0,2 1,8±0,03 22,40

9 12 1,75±0,02 1,61±0,03 10,640,3 9,0±0,2 0,42±0,01 29,80

Экспериментальный режим, штамм ТС-177

10 6 132±0,02 1,15±0,01 34,0±0,35 20,7±0,3 0,6±0,01 181,40

11 12 1,41±0,01 1,17±0,015 27±0Д4 13,5±0Д5 0,59±0,01 487,76

12 12 1,55±0,02 1,38*0,02 41 ±0,40 32,0±0,3 0,50±0,01 506,50

13 6 1Д(Ж),01 1,07±0,01 10,2±0,30 0,6±0,01 181,44

14 12 1,45±0,02 1,39±0,02 32,ОН),30 20,6±0,3 0,42±0,01 938,00

Как следует из данных таблицы 4 величина оптической плотности и количества жизнеспособных микроорганизмов в управляемом режиме больше в 2-3 раза для штамма №9 и в 3-4 раза для штамма ТС-177 соответственно.

На рис. 4. показан графический метод определения максимальной скорости роста сальмонелл.

2,16—1,18 „, ,„ Мша = —23=143час

/,=0,61 час

Ц шах

Рис. 5. Зависимость Цм, от 8 при культивировании сальмонелл. • - шт. ТС-177; х - шг. № 9.

Рис. 6. Удельная скорость роста (ц.) как функция концентрации субстрата (8) (глюкоза) при культивировании сальмонелл в соответствии с уравнением Моно

при Им* =1,43 час"1 и к,=5 мл/л.

(3+К5У

• -шт.ТС-177; х-шт.№9.

Экспериментальные данные и рассчитанные по принятой модели при периодическом глубинном культивировании сальмонелл приведены на рис. 7 и 8, а динамика изменений параметра на рис. 9 и 10.

Рис. 7. Экспериментальные данные и рассчитанные по модели при культивировании сальмонелл шт №9

Рис. 8. Экспериментальные данные и рассчитанные по модели при культивировании сальмонелл шт. ТС-177.

Рис . 9. Динамика изменения параметров культивирования Salmonella, шт. № 9.

Рис. 10. Динамика изменений параметров культивирования Salmonella, шт. ТС-177.

Анализ динамики изменений параметров культивирования сальмонеллы шт. №9 и шт. ТС-177 показывает, параметры: температура, рН поддерживается на постоянном уровне, а растворенный кислород на уровне выше лимитирования 20±5% насыщения. Оптимальные окислительно-восстановительные условия (еН) исходной питательной среды устанавливаются на уровне +180-200 мв с точностью 5%. Дробная подача глюкозы совпадает с генерацией сальмонелл и с повышением уровня растворенного кислорода. Данное управляемое культивирование с использованием математической модели позволило повысить накопление микроорганизмов в 3-4 раза по сравнению с контрольным.

Работоспособность выбранной модели и достаточно высокая эффективность оценки параметров модели процесса при имитационном моделировании позволяет сделать вывод, что такие системы могут быть применены для управления реальными биотехнологическими процессами в реальном масштабе времени.

3. Выводы

1. Определены значимые для роста микроорганизмов (на примере сальмонеллы) параметры жизнедеятельности - рН, рОг» рСОг, еН и концентрация глюкозы.

2. Исследован и составлен энергетический и материальный баланс процесса биосинтеза микроорганизмов и рассчитаны экономические коэффициенты роста Salmonella clolerae suis, шт. ТС 177 и №9, Brucella abortus, шт. 19; Campylobacter fetus subspecies intestinalis №30 при использовании в качестве энергетического субстрата глюкозы.

3. По результатам измерения термодинамических параметров рассчитан КПД роста микроорганизмов на примере сальмонелл, что позволило качественно и количественно оценить концентрацию лимитирующего субстрата.

4. По данным исследования кинетики роста сальмонелл определены основные лимитирующие концентрации глюкозы, проведен анализ кинетики роста на примерах культур бруцелл, пастерелл и сальмонелл и показано, что при их глубинном культивировании обязателен:

- строгий контроль концентрации глюкозы в культуральной жидкости с целью исключения эффекта ингибирования или лимитирования;

- осуществляется дробная подача такого количества глюкозы в культу-ральную жидкость, которое потребляется клетками в течение одной генерации микроорганизмов;

- для обеспечения присутствия растворенного СО2 в культуральной жидкости следует контролировать и регулировать его содержание в процессе культивирования.

5. Исследована гидродинамика глубинного культивирования микроорганизмов на основе анализа структуры потоков, результаты которых использованы при выборе интенсивности аэрации и перемешивания, которое обеспечивает максимальное значение массообмена.

6. Разработана и реализована математическая модель глубинного периодического культивирования микроорганизмов (на примере сальмонелл шт.9 и ТС-177).

7. На основе принятой математической модели реализован алгоритм управляемого культивирования микроорганизмов, который адекватно описывал динамику роста в сравнительных экспериментах.

8. Оптимизированный с использованием математической модели процесс глубинного культивирования микроорганизмов позволил сократить время культивирования до 10 часов и повысить оптическую плотность и количество жизнеспособных микроорганизмов в 3-4 раза соответственно по сравнению с инструктивным режимом.

9. Исследование динамики изменения основных параметров (рН, рф рСОг , еН) по основным каналам управления позволило выбрать законы регулирования и управляющие воздействие в процессе культивирования сальмонелл шт. №9 и ТС-177.

4. Практические предложения

На основе проведенных исследований с использованием методов математического моделирования разработаны:

1. Методика изучения основных технологических параметров, составление материального баланса, термодинамических, кинетических параметров и гидродинамических условий при культивировании микроорганизмов с механическим перемешиванием и аэрацией. Утверждена директором ВНИ-ТИБП «16» сентября 2004г.

2. Методика математического моделирования периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией. Утверждена директором ВНИТИБП « 16» сентября 2004г.

5. Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Озеренко О.А., Рубан Е.А Материальный баланс глубинного культивирования микроорганизмов. Мат. международной научн.конф. молодых ученых 24-26 марта2004г. «Проблемы мониторинга и генодиагностики инфекционных болезней животных». -С. 144-146.

2. Озеренко ОА., Рубан ЕА. Материальный баланс процессов культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией //Ветеринарная медицина. М., №5,-2004.

3.Озеренко О.А., Раевский А.А., Рубан ЕА. Математическая модель периодического процесса культивирования сальмонелл. Мат. Международной научно-практической конф. молодых ученых «Научные основы производства ветеринарных препаратов», Щелково, -2004.

4. Рубан Е.А., Самуйленко АЛ., Озеренко О.А. Влияние концентрации глюкозы на накопление и выживаемость пастерелл. Международная тематическая научная конференция, «Ветеринарная медицина», Харьков, 2004,84.

5. Озеренко О.А., Рубан Е.А. Материальный баланс глубинного культивирования микроорганизмов. Материалы Международной научн.конф. молодых ученых 24-26 марта2004г. «Проблемы мониторинга и генодиагностики инфекционных болезней животных», г.Владимир.

N20 6 5 3

Отпечатано ООО "Мещера" зак. № 074 тир. 100

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Озеренко, Оксана Алексеевна

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Общие предпосылки.

1.2. Характеристика процесса.

13. Основные направления совершенствования периодических процессов микробиологическ эго синтеза.

1.4. Материальные и энергетические балансы.

1.5. Кинетические модели.

1.6. Термодинамика и процессы жизнедеятельности.

1.7. Моделирование гидродинамики биореакторов.

1.8. Моделирование периодических процессов глубинного культивирования микроорганизмов.

1.9. Оптимальное управление периодическими процессами глубинного культивирования микроорганизмов.

2. Собственные исследования.

2.1. Материалы и методы.:.

2.2. Результаты исследований.

2.2.1. Изучение влияния основных технологических параметров на процесс периодического глубинного культивирования микроорганизмов.

2.2.2. Материальный баланс глубинного культивирования микроорганизмов.

2.2.3. Термодинамические и кинетические параметры.

2.2.4. Изучение гидродинамических условий в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией в процессе глубинного периодического культивирования микроорганизмов

2.2.5. Объединение кинетической и гидродинамической модели.

2.2.6. Влияние концентрации глюкозы на выживаемость микроорганизмов на разных фазах роста.

2.2.7. Математическая модель периодического процесса глубинного культивирования микроорганизмов.

2.2.8. Выбор каналов и законов регулирования при управляемом Культивировании сальмонелл шт. №9 и ТС-177.

3. Обсуждение результатов исследований.

4. Выводы.

5. Практические предложения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Моделирование процессов периодического культивирования микроорганизмов"

Актуальность проблемы. При производстве противобактерийных препаратов для получения микробной массы используется глубинное периодическое культивирование в биореакторах. Культивирование является основной стадией технологического процесса и во многом определяет количественные и качественные характеристики биопрепаратов. Накоп гение биомассы микроорганизмов при этом находится в тесной зависимости от выбранного штамма, состава питательной среды, конструкции биореактора и условий культивирования. Однако большинство технологических процессов, в том числе и культивирование при промышленном производстве ветеринарных препаратов, базируется на эмпирических данных и требует научного обоснования. Частые колебания в накоплении микробной массы в биореакторах, наблюдаемые в практике производства биопрепаратов, вызывают необходимость селекционирования новых высокопродуктивных штаммов; усовершенствования состава питательных сред и конструкции бис реакторов, оптимизации режимов глубинного периодического культивирования микроорганизмов.

Процесс выращивания микроорганизмов до недавнего времени представлялся довольно простым, идущим через ряд принципиально общих стадий, приводящих к получению из небольшого количества посевного материала значительного количества биомассы или биомассы и продуктов метаболизма.

Отечественная агробиологическая промышленность выпускает несколько десятков противобактерийных вакцин. В технологии их изготовления основным направлением является разработка современных процессов глубинного культивирования микроорганизмов, позволяющих интенсифицировать производство вцелом и получать высококачественные биопрепараты. Большинство работ, посвященных процессам глубинного культивирования микроорганизмов для изготовления ветеринарных препаратов (диагностикумов, вакцин), за редким исключением, отмечают возможность глубинного выращивания микроорганизмов без учета процессов метаболизма и влияния основных физико-химических параметров (за исключением температуры и рН) на динамику их роста.

Важным методологическим вопросом математического моделирования является выбор уровня организации биологической системы, моделирование взаимодействия компонентов культуральной среды, которые наиболее полно и адекватно соответствует поставленной практической задаче. Конечной целью математического моделирования является управляемое культивирование микроорганизмов.

Лимитирование, ингибирование или стимулирование роста микроорганизмов и процессов биосинтеза известными управляющими воздействиями в известные моменты роста популяции - эю и есть управляемое культивирование. Примером является оптимизация процесса биосинтеза эритромицина по температуре и рН с увеличением выхода на 10%.

В связи с вышеизложенным, весьма актуальным в решении этой общей проблемы является оптимизация процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов с использованием современных методов математического моделирования и разработка алгоритма оптимального управления применительно к свойствам и особенностям используемых культур микроорганизмов.

Цель и задачи исследования. Цель работы - оптимизация процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией с использованием методов математического моделирования.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: - изучение влияния основных технологических параметров на процесс периодического глубинного культивирования микроорганизмов;

- разработка материального баланса в процессе роста культуры микроорганизмов;

- анализ термодинамических параметров и определение коэффициента полезного действия (к.п.д.) роста популяций микроорганизмов;

- изучение динамики и составление кинетической модели периодического выращивания микроорганизмов;

- изучение гидродинамических условий в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией в процессе глубинного периодического культивирования микроорганизмов;

- разработка объединенной кинетической и гидродинамической модели глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторе;

- разработка математической модели и алгоритма управления культивированием микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Научная новизна. Определены основные критерии для математического моделирования процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторе.

Разработана математическая модель периодического глубинного культивирования микроорганизмов.

Разработан алгоритм и система управления процессом глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторе.

Показана адекватность выбранной математической модели экспериментальным данным при управляемом глубинном периодическом культивировании микроорганизмов.

Практическая значимость работы. Впервые разработана методика анализа материальных, энергетических балансов, кинетических и гидродинамических показателей процессов и математическая модель периодического глубинного культивирования микроорганизмов в биореакторах, используемых для производства вакцин и диагностикумов для нужд ветеринарии.

Разработан алгоритм управления периодическим процессом глубинного культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Апробация работы. Представленные в диссертации результаты доложены и обсуждены на: Международной научной конференции молодых ученых «Проблемы мониторинга и генодиагностики инфекционных болезней животных» (Владимир, март 2004 г.); Международной научно-практической конференции «Ветеринарная медицина — 2004»; «Современные аспекты разработки, маркетинга и производства ветеринарных препаратов» (Феодосия, май 2004 г.); научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования ФГУП «Щелковский биокомбинат» (Щелково, сентябрь 2004 г.); конференции молодых ученых «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов» (Щелково, октябрь 2004 г.).

По результатам диссертации опубликовано 5 работ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту. По результатам составления материального и энергетических балансов изучена кинетика и гидродинамика процесса глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией.

Проведено теоретическое обоснование и экспериментально проверены методики использования математического моделирования при оптимизации процессов глубинного периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 110 страницах машинописного текста и включает: введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение, выводы, практические предложения и приложения. Список литературы включает 201 наименование, в том

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Озеренко, Оксана Алексеевна

4. Выводы

1. Определены значимые для роста микроорганизмов (на примере сальмонеллы) параметры жизнедеятельности — рН, р02, рС<Э2, еН и концентрация глюкозы.

2. Исследован и составлен энергетический и материальный баланс процесса биосинтеза микроорганизмов и рассчитаны экономические коэффициенты роста Salmonella clolerae suis, шт. ТС 177 и №9, Brucella abortus, nrr. 19; Campylobacter fetus subspecies intestinalis №30 при использовании в качестве энергетического субстрата глюкозы.

3. По результатам измерения термодинамических параметров рассчитан КПД роста микроорганизмов на примере сальмонелл, что позволило качественно и количественно оценить концентрацию лимитирующего субстрата.

4. По данным исследования кинетики роста сальмонелл определены основные лимитирующие концентрации глюкозы, С02, 02; проведен анализ кинетики роста на примерах культур бруцелл, пастерелл и сальмонелл и показано, что при их глубинном культивировании обязателен:

- строгий контроль концентрации глюкозы в культуральной жидкости с целью исключения эффекта ингибирования или лимитирования;

- осуществляется дробная подача такого количества глюкозы в культу-ральную жидкость, которое потребляется клетками в течение одной генерации микроорганизмов;

- для обеспечения присутствия растворенного С02 в культуральной жидкости следует контролировать и регулировать его содержание в процессе культивирования.

5. Исследована гидродинамика глубинного культивирования микроорганизмов на основе анализа структуры потоков, результаты которых использованы при выборе интенсивности аэрации и перемешивания, которое обеспечивает максимальное значение массообмена.

6. Разработана и реализована математическая модель глубинного периодического культивирования микроорганизмов (на примере сальмонелл шт. 9 и ТС-177). с (£5 = МФ;— = < Т;0 < 5 < -> Хвял. ш Ш

7. На основе принятой математической модели реализован алгоритм управляемого культивирования микроорганизмов, который адекватно описывал динамику роста в сравнительных экспериментах.

8. Оптимизированный с использованием математической модели процесс глубинного культивирования микроорганизмов позволил сократить время культивирования до 10 часов и повысить оптическую плотность и количество жизнеспособных микроорганизмов в 3-4 раза соответственно по сравнению с инструктивным режимом.

9. Исследование динамики изменения основных параметров (рН, рОД рСОг, еН) по основным каналам управления позволило выбрать законы регулирования и управляющие воздействие в процессе культивирования сальмонелл шт. №9 и ТС-177.

5. Практические предложения

На основе проведенных исследований с использованием методов математического моделирования разработаны:

1. Методика изучения основных технологических параметров, составление материального баланса, термодинамических, кинетических параметров и гидродинамических условий при культивировании микроорганизмов с механическим перемешиванием и аэрацией. Утверждена директором ВНИТИБП «16» сентября 2004г.

2. Методика математического моделирования периодического культивирования микроорганизмов в биореакторах с механическим перемешиванием и аэрацией. Утверждена директором ВНИТИБП «16» сентября 2004г.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Озеренко, Оксана Алексеевна, Щелково

1. Алкеев Н.В., Емельянов Н.И., Рубан Е.А. Математическая модель процесса глубинного культивирования микроорганизмов при производстве живых бактериальных вакцин //Труды конференции «Управляем* ое культивирование микроорганизмов. - Пущино: 1986.-С. 130-132.

2. Аткинсон Б., Биологические реакторы. М.: Пищевая промышленность, 1979.-380с.

3. Баснакьян И.А. Культивирование микроорганизмов с заданными свойствами. М.: Медицина, 1992 - 192с.

4. Баснакьян И.А., Бирюков В.В., Крылов Ю.М. Управляемое описание основных кинетических закономерностей процесса культивирования микроорганизмов. //Микробиология. — 1976. ■ С. 5-75.

5. Баснакьян И.А., Карабак В.И., Алексахина H.H. и др. Управляющее действие кислорода на питательные потребности Neisseria meningitis. //Микробиология.- 1990. № 2. - С. 3-7.

6. Баснакьян И.А. Оптимизация культивирования микроорганизмов в ' иммуннобиотехнологии. //Микробиология. 1989. - № 5. - С. 90-96.

7. Баум Р.Ф., Митяев В.В., Свирижев Ю.М. В кн.: Применение математических методов в микробиологии. - Пущино: 1975. - 213с.

8. Безбородое A.M., Коган И.Б., Бочева С.С. Основы биотехнологи-микробных синтезов. Ростов-на-Дону: 1989. - 112с.

9. И. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. М.: Мир, 1989. -Т.1.-692С.

10. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. М.: Мир, 1989.-Т.2.-590с.

11. Беккер М.Е. Новые направления в технической микробиологии. //Успехи микробиологии.- 1982. № 17. С. 874-884.

12. Беккер М.Е. Введение в биотехнологию. М.: Пищевая промышленность. 1978.-232с.

13. Берзинь В.М., Грен Э.Я. Биотехнология. - 1972. - Т.37, № 4. - С. 874-876.

14. Берлин М.П. Принципы технико-экономического анализа технологических систем. //Теоретические основы химической технологии. T.XVII. 1983. № 3. - С. 426-430.

15. Биотехнология. /Под ред. И.Хиггенса, Д.Беста, Дж.Джонса. М.: Мир, 1988.-520с.

16. Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: - Наука. - 1985. - 292с.

17. Бирюков В.В. Нетрадиционные задачи управления процессами культивирования микроорганизмов с применением ЭВМ. — В кн.: Теория и практика непрерывного культивирования микроорганизмов. М.: - Наука. -1980.-С. 139-188.

18. Бирюков В.В., Шнайдер JI.E. Управляемые периодические процессы микробиологического синтеза. Обзорная информация. Cepi я XI. Процессы и аппараты микробиологических производств. - М.: ВНИСЭНТИ, 1986.-52с.

19. Блохина И.Н., Угодчиков Г.А. Исследование динамики микробных популяций (системный подход). Горький. Волго-Вятское издательство.-1980.- 168с.

20. Булыгин А.Н., Рощин С.А. Математическая модель проточного трубчатого биохимического реактора на иммобилизованных ферментах с рециркуляцией. //Теоретические основы химической технологии.- 1983. T.XVII, № 5. С. 604-608.

21. Быков В.А., Винаров А.Ю., Шерстобитов В.З. Расчет процесса микробиологических производств. Киев: - Техника, 1985. - 215с.

22. Варфоломеев С.Д., Зайцев C.B. Кинетические методы в биохимических исследованиях. Издательство МГУ. 1982. - 344с.

23. Васильев Ф.П. Численные методы экстремальных задач. М.: Наука. - 1980.-518с.

24. Васильев H.H., Амбросов В.А., Складнев A.A. Моделирование процессов микробиологического синтеза. M : Лесная промышленность. 1975. -340с.

25. Вердиев С.Г., Дорохов И.Н., Марков Е.Г. Применение математического аппарата нечетких множеств к решению задач биотехнологии. //Биотехнология.- 1988. Т.4. № 3. - С. 384-389.

26. Ветеринарная микробиология. /Под ред. Е.В.Козловского и П.А.Емельяненко. М.: - 1982. - 303с.

27. Виестур У.Э., Шмите И.А., Жилевич A.B. Биотехнология. Биологические агенты, технология, аппаратура. Рига: - Зинатне. - 1987. - 263с.

28. Виестур У.Э., Кристапсонс М.Ж., Былинкина Е.С. Культивирование микроорганизмов. М.: Пищевая промышленность. - 1980. - 23к.

29. Виестур У.Э., Швинка Ю.Э., Рикмание М.А. Биоэнергетические и аппаратурные аспекты создания энергосберегающих систем ферментации. //Биотехнология. 1988. - Т.4 - № 2. - С. 235-244.

30. Виестур У. Э., Кристапсонс М.Ж. Технические средства реализации процессов ферментации. М.: ОНТИТЭПмикробиопром. - 1977. - 78с.

31. Винаров А.Ю., Кафаров В.В., Гордеев JI.C. Процессы микро- и макроперемешивания в ферментационных средах. //Материалы симпозиума «Биоинженерия и биотехнология». Рига: - 1978. - Т.1. - С.31-32.

32. Винаров А.Ю., Кафаров В.В., Гордеев J1.C., Кантере В.М. Моделирование процессов ферментации на малорастворимых субстратах. М.: -ОНТИТЭПмикробиопром. - 1978. -48с.

33. Винаров А.Ю., Кафаров В.В.,Гордеев JI.C. Перемешивание на микро- и макроуровнях в процессе ферментации. М.: - 1974. - 71с.

34. Винаров А.Ю., Смирнов В.А. Влияние уровня растворенного кислорода на стехиометрические коэффициенты процесса выращивания дрожжей. //Прикладная биохимия и микробиология. 1983. T.XIX, вып.1. -С. 244-248.

35. Винаров А.Ю., Кафаров В.В., Гордеев JI.C., Фишер П.Н. Учет уровня смешения при расчете процессов выращивания микроорганиз-мов.//Тезисы III Всесоюзного совещания по управляемому биосинтезу и биофизике популяций. Красноярск. - 1973. - С. 11-12.

36. Винберг Г.Г. Температурный коэффициент Ван-Гоффа и уравнение Аррениуса в биологии. //Журнал общел биологии. М.: Наука. 1983. -t.XLIV, № 1.-С. 31-42.

37. Ворошилова Л.А., Бирюков В.В., Былинкина Е.С. Масштабный переход в процессах ферментации по сочетанию массообменных характеристик аппаратов. //Микробиологическая промышленность. 1976. - № 2. - С. 19-24.

38. Габасов Р., Кириллов Ф.М. Методы оптимизации. — Минск: Издательство БГУ им.В.И.Ленина. 1975. - 279с.

39. Гилл Ф. Практическая оптимизация. М.: Мир. - 1985. - 410с.

40. Головаев Е.А. Метаболическое лимитирование процессов микробиологического синтеза. //Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции «Управляемое культивирование микроорганизмов». Пущино: - 1986. - С. 4-5.

41. Гродинз Ф. Теория регулирования и биологические системы. — М.: Мир. 1966.-252с.

42. Гудман М., Морхауз Ф. Органические молекулы в действии. М.: Мир. - 1977.-198с.

43. Гуревич Ю.Л., Нагирный C.B., Хлеопрос Т.Р. Зависимость экономического коэффициента от концентрации субстрата в периодической культуре микроорганизмов. //Межвузовский сборник. Динамика биологических систем. 1977. Вып.1. - Горький.- С. 52-55.

44. Джафаров С.М., Наумова H.H., Погосова С.Н. Интенсификация процесса очистки воды. //Водоснабжение и санитарная техника. 1988. -№ 3.- 8с.

45. Егоров Н.С., Олескин A.B., Самуилов В.Д. Биотехнология. Проблемы и перспективы. М.: Высшая школа. - 1987. - 159с.

46. Иванов В.Н. Энергетика роста микроорганизмов. Киев, «Наукова думка». - 1981.- 139с.

47. Иерусалимский Н.Д. Теоретические и промышленные аспекты микробиологического синтеза. //Вестник АН СССР. 1965. - № 4. - < \ 42-50.

48. Иост X. Физиология клетки. М.: Мир. - 1975. - 480с.

49. Ириков В.А., Фишман В.М., Бирюков В.В. Применение методов планирования эксперимента для оптимального управления динамическими системами. В кн.: Биохимия и биофизика микроорганизмов. - Горький: -1976.-С. 71-77.

50. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. М.: Агропромиздат. - 1987. - 298с.

51. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев J1.C. Моделирование биохимических реакторов. М.: Лесная промышленность. - 1979. - 342

52. Коваленко Г.А., Сухинин C.B., Симаков A.B., Перминова О.В., Хо-мов В.В., Борцова О.Ю. Роторно-инерционный биореактор для гетерогенных биокаталитических процессов. //Биотехнология. 2004. - № 1. - С. 8390.

53. Кокс Д., Снелл Э. Прикладная статистика. Принципы и примеры. -М. : Мир. 1984. - 310с.

54. Крылов Ю.М., Кантере В.М., Баснакьян И.А. и др. Аналитическое определение вида уравнений кинетики роста популяций микроорганизмов на основе кинетики ферментационного катализа. //Микробиологический синтез. 1969. - № 9/10. - С. 38-43.

55. Кузьмин Е.В. К вопросу о кривой роста популяции микроорганизмов. В кн.: Управляемое культивирование микроводорослей. - М.: Наука. - 1969.-С. 84-87.

56. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы. - 1954. — 426с.

57. Литманс Б.А., Кукуреченко И.С., Туманов Ю.В., Бойко И.Д. Исследование массоотдачи в жидкой фазе в барботажном аппарате с механическим перемешиванием при высоких вводах энергии. //ТОХТ. 1974. - т.8, № 3. - С. 344-350.

58. Максимов В.Н., Федоров В.Д. Применение методов математического планирования эксперимента при отыскании оптимальных условий культивирования микроорганизмов. М.: Издательство МГУ. - 1969. - 121с.

59. Марцулевич H.A., Протодьяконов И.О., Романков П.Г. Масштабный переход при моделировании массообменных процессов в аппаратах с идеальным диспергированием. //Теоретические основы химической технологии. — 1984. t.XVIII. - № 1. - С. 3-7.

60. Маслак A.A., Марков Е.В., Самуйленко А.Я., Сергиенко А.И. Компьютерные системы биотехнологическиу. исследований. — М.: 1993. — 432с.

61. Матвеев В.Е., Вадимов В.М., Воробьев A.A. Научные основы получения чистых культур микроорганизмов в технологии вакцин. М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1980. - 380с.

62. Матвеев В.Е. Научные основы микробиологической технологии. — М.: Медицина. 1985. - 412с.

63. Матвеев В.Е. Основы асептики в технологии чистых микробиологических препаратов. — М.: Легкая и пищевая промышленность. 1981. — 312с.

64. Матвиенко Б.А. Пастереллы. //Ветеринарная микробиология. Под ред. Е.В.Козловского и П.А.Емельяненко. М.: 1982. - С. 177-180.

65. Мецлер Д. Биохимия. М.: Мир. - 1980. - Т.1. - 407с.

66. Минкевич И.Г., Ерошин В.К. Закономерности внутриклеточного материально-энергетического баланса роста микроорганизмов. //Успехи современной биологии. 1976. - Т.82. - № !. - С. 103-116.

67. Музыченко Л.А., Зайцева З.М., Валуев В.И. Математическая модель биосинтеза L-лизина. В кн.: Управление биосинтезом микроорганизмов. -Красноярск. - 1973. - С. 48-49.

68. Музыченко Л.А. Принципы синтеза математических моделей микроорганизмов. //Микробиологическая промышленность. 1974. - № 2. - С. 3-6.

69. Мунгиев A.A., Паскудская Л.А., Бабаянц A.B., Цирлин A.M. Задача согласования работы группы биохимических реакторов периодического действия. //Теоретические основы химической технологии. № 1. - 1984. T.XVIII.-C. 108-111.

70. Новосельцев В.Н. Теория управления и системы. М.: Мир. - 1978. - 260с.

71. Панков Н.С., Звягинцев Д.Г. Значение различных условий культивирования для физиологических исследований микроорганизмов. //Микробиология 1983. т.52, вып.1. - С. 161-166.

72. Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. -М.: 1978. -331с.

73. Поберий И.А., Федорова Н.В., Филин В.А., Сабурова В.И., Понома-ренко Н.И. Оптимизация состава питательной среды из соевой муки для глубинного культивирования Bacillus subtilis 3 в производстве бносиорина. //Биотехнология. 1999. - № 6. - С. 56-61.

74. Приц А.К. Статистико-термодинамическая модель стационарной популяции. М.: Мир. - 1985. - 250с.

75. Работнова И.А., Баснакьян И.А., Боровкова В.М., Запорожцев Л.Н. Процессы культивирования микроорганизмов. //Изв. АН СССР. Сер.биол.-1982.-№4.-С. 559-573.

76. Работнова И.Л. Роль физико-химических условий (pH и рН2) в жизнедеятельности микроорганизмов. М.: 1957. - 276с.

77. Раевский A.A. Разработка управляемого процесса культивирования Pasteurella multocida при производстве вакцин. Диссер. на соискачие ученой степени кандидата биологических наук. Щелково. - 2002. - 108с.

78. Ралис Э.В., Мурыгин В.Г., Мейзерайтите М.В., Дикчювене A.A., Селезнева A.A., Кулис Ю.Ю., Денис Г.И., Глемжа A.A. Анализатор дисаха-ридов на основе иммобилизованных фер /ентов. //Успехи современной биологии. М.: Наука. 1983. Т.95, вып. 1- С. 136-142.

79. Рахманин П.П., Самуйленко А .Я., Ломакина Т.А. Основные направления развития агробиологической промышленности России. //В сб. Наука производству. 100-летие агробиологической промышленности России. -Курск. - 1996. - С. 285-298.

80. Рубан Е.А. Системный подход к процессам культивирования. //Экспресс-информация «Передовой научно-производственный опыт в биологической промышленности». М.: - 1981. - № 4. - С. 3-5.

81. Рубан Е.А., Емельянов Н.И., Письменный В.В., Мельниченко В.М. АСУ ТП культивирования клеток животных и микроорганизмов. //Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции «Управляемое культивирование микроорганизмов». Пущино. - 1986. - С. 103-104.

82. Рубан Е.А., Раевский A.A., Сапегина Е.П. Влияние еН питательной среды на рост P.multocida. //Тезисы семинара «Закономерности ооста микроорганизмов». Пущино. - 1983. - С.88.

83. Рубан Е.А., Алкеев Н.В., Раевский A.A. Математическая модель аэробного роста пастерелл. //Тезисы доклада III Всесоюзной конференции «Научные основы технологии промышленного производства ветеринарных биологических препаратов». М.: - 1987. - С.61.

84. Рубан Е.А., Тараканова А.И. Изучение и регулирование pH среды в процессе культивирования микроорганизмов. //Микробиологическая промышленность. М.: - 1972. - № 3. - С. 17-22.

85. Рубан Е.А. Оптимизация и масштабирование процессов глубинного культивирования микроорганизмов и клеток животных с использованием методов системного анализа. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. М.: - 1995. - С.

86. Рычков P.C., Попов В.Г. Биотехнология перспективы развития. -В кн.: Биотехнология под ред.академика А.А.Баева. - М.: - Наука. - 1984. -С. 13-20.

87. Савенков В.В. Математическое моделирование и оптимизация процессов биосинтеза аминокислот. Автореф. дисс.канд.наук. - Красноярск. - 1981.-27с.

88. Самуйленко А.Я., Рубан Е.А. Основы технологии производства ветеринарных биологических препаратов. М.: 2000. — Т.1. - 375с.

89. Самуйленко А.Я., Рубан Е.А. Основы технологии производства ветеринарных биологических препаратов.- М.: 2000. - Т.2. - 406с.

90. Севрюков В.Н., Чепура И.В., Яккмчук З.А. Моделирование гидродинамики непроточного реактора с наклонной мешалкой. //Теоретические основы химической технологии. № 1. - 1983. - T.XVII. - С. 125-129.

91. Серебрякова Е.В., Калининский В.Б., Медведев Н.П. Двухфазное культивирование Serratia marcescens как способ повышения аэрации глубинных культур. //Биотехнология. 1999. - № 3. - С. 63-66.

92. Советов В.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа. - 1985. - 385с.

93. Станишкис Ю. Оптимальное управление биотехнологическими процессами. Вильнюс, «Мокслас». - 1984. - 254с.

94. Стейнер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Дж. Мир микробов. М.: Мир. -1979.-Т.2.

95. Стейнер Р.У., Эдельберг Э.А., Ингрэм Дж.Л. Мир микробов. М.: Мир. - 1979.-Т.З.-486с.

96. Сурмило А.П. Особенности технологии приготовления питательных сред для культивирования лептоспи ч. //Диагностика, лечение и профилактика заболеваний с.-х. животных. Ставропольская Гос. с.-х.академия. -Ставрополь. 1977. - С. 23-24, 92-93.

97. ИЗ. Тихонов И.В., Гаврилов В.А. Проблемы и перспективы биотехнологии. //Ветеринарная медицина. 2003. - № 3. - С. 25-27.

98. Трауб Дж. Инженерные методы решения уравнения. М.: Мир. -1985.-360с.

99. Федосеев К.Г. Физические основы и аппаратура микробного синтеза биологически активных соединений. М.: Медицина. - 1977. — 304с.

100. Федорова Г.М. Некоторые модели роста микроорганизмов с газовым питанием на примере водородных бактерий. //Микробиолог ля. 1972. - Т.41, вып. 6. - С. 986-993.

101. Фомин Н.Г., Каплун В.Е. Субоптимальный подход к задаче автоматической оптимизации технологических процессов. //Теоретические основы химической технологии.-, 1983. № 1. T.XVII. - С. 91-95.

102. Уонг Д., Коней Ч., Демайн А., Дуннел Р.и др. Ферментация и технология ферментов. М.: Легкая и пищевая промышленность. — 1983. -336с.

103. Уэбб Ф.Ч. Биохимическая технология и микробиологический синтез. М.: Медицина. - 1969. - 557с.

104. Чернавский Д.С., Иерусалимский Н.Д. К вопросу об определяющем звене в системе ферментативных реакций. //Изв. АН СССР. 1965. - № 5.-С. 666-667.

105. Шарифуллин В.Н., Зиятдинов H.H., Конончук P.M. Моделирование системы аэробной биоочистки сточных вод. //Биотехнология. — 1999. -№5.-С. 55-60.

106. Шестопалова O.E., Абаев Г.Н. Взаимосвязь основных параметров аэробной ферментации с параметрами дыхания, оцениваемыми по составу отходящих газов. //Биотехнология. 1999. - № 1. - С. 89-95.

107. Ageno М., Salvatore A., Vallerani D. Stati di creseita stazii nari e tran-sitore di und coltura //Attri Accad. Naz.Xincei.Ser.8. Revd. U. Sci.Fis. Mate Natur 1986. - Vol.80, № 4 - P. 244-255.

108. Aiba S., Humphrey A.E. Millis. Biochemical Engineering, 2 d ed., Academic Press, Inc., New York. 1973. - 287p.

109. Amelkin A.A., Amelkin A.K. Mathematical Modelling and Control of Aerobic Organisms Respiration //Биотехнология. 1996. - № 9. - С. 45-50.

110. Arnon R. Artificial antigens and Synthetic Vaccines.: A reviw //Recent ad. vances in immunology. Proc. Europ. immunological meet. Istambul, 1984. -P. 113-117.

111. Atkinson В., Mavituna F., Biochemical Engineering and Biotechnology Handbook. Macmillan Publication Ltd., England, 1983. - 380p.

112. Bello R.A., Robinson C.W., Moo-Loune M. Mass Transter and Liquid Mixing in External Circulating Zoop Contoctors. //Adv.Biotech., I, - 1981 — P.547.

113. Bergter F. Wachstum von Mikroorganisms: Experimente and Modelle. Jena.: (DDR): VEB Gustav Fischer Verl. - 1972. - 384p.

114. Biotechnology: potentials and limitations //Ed. S. Silver Berlin, Heidelberg, New York, Toronto, Springer - Verlag, 1986. - 123p.

115. Bourdand D., Foulard C. Identification and optimization of batch culture fermentation processes: Report. Laboratoire d'Antomatique de Grenoble, -1973.-31p.

116. Canghahow D.R., Koppel Z. B. Process Systems Analysis and Control //McGrow-Hill, № 4,1965.

117. Charles M. Technical Aspects of Rheological Properties of Microbial Cultures. Biochemical Engineering Group, Departament of Chemical Engineering, Lehigh University, Bethlehem, USA 1995. - 30p.

118. Charles M. Technical Aspects of Rheoloqical Properties of Microbial Cultures //Biotechn. and Bioeng. New York, 1992. - P. 18-68.

119. Charnay P., Pourcel C., Lonise A. et. al. Cloning in E.coli and physical Structure of hepatitis B virion DNA //Proc. Nat. Acad. Sci. 1979. Vol. 76. -P.2222-2226.

120. Chen H.T., Fan Z.T. On Like dynamic forcasting systems //In: Abstracts Sth. Int. Ferment. Symp. 1976. - P. 93-94.

121. Cheruy A., Durand A. Optimization o erythromyiin biosynthesis by confrolling pH and temperature: Theoretical aspects and practical application. //Biotechnol. Bioeng. Symp., 1979, № 9. - P. 303-320.

122. Constantinides A., Spencer J.L., Gaden E.L. Optimization of batch fermentation processes. I. Development of mathematical models for batch penicillin fermentations. //Biotechnol., Bioeng., 1970. V.12. - P. 803-830.

123. Constantinides A., Spencer J.L., Gaden E.L. Optimization of batch fermentation processes. II. Optimum temperature profiles for bacth penicillin fermentations. //Biotechnol. Bieng., 1970. V.12. - P. 1081-1098.

124. Constantinides A., Rai V.R. Application of the Continuous maximum principle to fermentation processes. //Biotchnol. Bioeng. Symp., 1974. № 4. -P. 663-680.

125. Cooney C.L., Wang H.Y., Wang D.I.C. Computer-aided material balancing for the prediction of fermentation parameters. //Biotechnol. and Bioeng., 1977, 19. № 1. - P. 55-67.

126. Cooper S. Model for the determination of growth rate in Escherichia coll //J.Theor.Biol. 1970. - Vol.28. - № 2. - P. 151-154.,

127. Corman A., Carrat G., Pave A. Bacterial growth measurement using an auromated system: mathematical modeling and analysis of growth kinetics //Ann.InstPasteur/Microbiol. 1986. - Vo.\137. - № 2. - P. 133-143.

128. Dahad S.K. Redox potential as a letter substitute for dissolved oxygen in fermentation process control //Biothechnol. and Bioeng. 1982. - Vol.24. - № 12.-P. 2123-2125.

129. Edvards V.H. The influence of high substrate concentrations on microbial Kinetics //Biotechnol. and Bioeng., 1970. V.12. - P. 679-712.

130. Einaele A., Blanch H., Fiechter A. Agitation and Aeration in hydrocarbon fermentation. //In. Adv. in Microbial Engineering. 1973. - № 4. - P. 455466.

131. Emain A.L. Mutation and production of secondary metabolites. //Adv. Appl. Microbial. 1973. - № 16. - P. 177-202.

132. Erickson L.E., Stephanopoulus G. Biological Reactors. New York, Macel Dekker, Inc., 1985. - 3 lOp.

133. Erickson L.E., Minkivich I.G., Eroshin V.K. Application o mass and energy balance regulatities in fermentation. //Biotechnol and Bioeng., 1978, 20. -№ 10.-P. 1593-1621.

134. Erickson L.E., Selga S.E., Viesturs U.E. Application of mass and energy balance regularities to product formation. //Biotechnol. and Bioeng., 1978, 20.-№ 10.-P. 1623-1638.

135. Erickson L.E., Stephanopoulos G., Biological Reactors. //Chap 13 in Chemical Reaction and Reactor Engineering, Carberry J.J. Varma A. (eds.), Marcel Dekker, Inc., New York, 1985. - p. 108-138.

136. Gschwend K., Fiechter A., Widmen F. Oxygen Transfer in a Loop Reactor for Viscous Non-Newtonian Biosystems //L.Ferment. Techn >1. 61. — 1983.-P. 491-510.

137. Harder A., Roels J.A. Application of simple structured modes in bioengineering //Adv. Biochem. Eng. 21. - 1982. - P. 55-107.

138. Herbert E., Kubitschek H.E. Cell qrowth and abrupt doubling membrane proteinsin E.coli during the division cycl. //J.gen. Microbiol. 1990. -Vol.136.-№4.-P. 599-606.

139. Hochenhull D.J.D., Mackenzie R.M. Present nutrient feeds for penicillin fermentation on defined media //Chem. and Industry, 1968, - № 19. - P. 607-610.

140. Horodniceanu F.A. A critical view of cell substrates with regard to cell transformation and caucer. //Developm. Biol. Standard. 1981. - Vol.50. - P. 47-57.

141. Katchalsky A., Curran P.F. Nonequilibrium Thermodynamics in Biophysics. Harvard Univ. Press, Cambridge, Massachusetts, 1965. - 3^0p.

142. King R.E., Aragona J., Constantinides A. Specific optimal control of a batch fermentator. //Int. J. Control, 1974. V.20. - № 5. - P.869-879.

143. Klubanob A.M., Enzymitic removal of hardous pollutants from industrial aquous effluents //Enzyme Eng. 1982, - 6. - P. 319-324.

144. Kossen N.W.I. Models in Bioreactor Design — in Computer Appleca-tions in Fermentation Technology, Society of Chemical Industry, London, 1983. -23p.

145. Kroger A. Phosphory61ative electron transport with furmate and nitrate as terminal hydrogen acceptors. //Microbial energetics. London, 1977. P. 6193.

146. Lee S.S., Jackman A.P., Schroeder E.D. A Two-State Microbial Growth Kinetic Model; Water Res., 9,491. 1975.

147. Locher G., Sonnleiber B., Fiechter A. Automatic bioprocess cor ;rol. Implementation and practical experiences //J.Biotechnol. 199L - 19. - № 2-3. - P. 127-143.

148. Locher G., Sonnleiher B., Fiechter A. Automatic bioprocess control. Impacts on process perception //J.Biotechnol. 1991. - 19. - № 2-3. - P. 173191.

149. Mackintosh I.P. Macthematical and Mechanical Models simulating Conditions of Bacterial Growth in Human Bladder. //PhD Thesis University of London. 1973. - P. 1221-127.

150. Manked T., Nauman E.B. Modeling of microbial qrowth under dual limitation. //Chem. Eng.J. 1992. - 48, № 2. - C. B9 - B11.

151. Menge U., Kula M.R. Purification Techniques for Human Interferons. //Enz. Microbs Technol., G., 1984. P. 101.

152. Mickelson M.N. Glucose degradation, molar qrowth yields, and evidence for oxidative phosphorylation in Streptococus agaevidance. //J.Bacterial, 1972, 109.-№ l.-P. 96-105.

153. Mitchell B.J., Miller S.A. Power requirement of gas liquid aqitated Systems., McGrow-Hill, Book Company, № 9, 1962. - 262p.

154. Modak J.M., Lim H.C. Simple nonsingular control approach to fed -bath fermentation optimization //Botechnol. and Bioeng. 1989. - Vol. 33, № 1. -P. 11-15.

155. Monod J. Recherches sur la Croissance des Culltures Bacteriennes., Hermann, Paris, 1942.

156. Monod J. The growth of bacterial cultures. //Ann. Review Microbiol, 1956. -V. 14.-P. 601-614.

157. Monod J. La technique de culture continue. Theorie et applications. //Ann. Inst. Pasteur. -1950. Vol. 79. - P. 390-410.

158. Morowit H.J. Energy Flow in Biology, Academic Press, New York, 1968. -280p.

159. Mori A., Joshikawa H., Terui G. Kinetic studies on subme.-ged acetoc acid fermentation: Product inhibition and transient adaptation of cells to the product J.Ferment. Technol., 1972, - v.50, № 8. - P. 518-527.

160. Moser H. The dynamics of bacterial populations maintained in the Chemostat //Wash. Carnegie Inst. Pubis. 19:>8, № 614. - P. 160-165.

161. Moss F.J., Rickard P.A.D., Sush F.E., Caiger P. The response by microorganisms to steady-state growth in controlled concentration of oxygen and glucose. II. Saccharomyces carlsbargensis //Bitechnol. Bioeng. 1971. - Vol. 13, № l.-P. 63-75.

162. Nagata S. Mixing: Principles and Applications. Wiley, New York, 1975.

163. Old R.W., Primrose S.B. Preinciples of Gene manimulation and Infro-duction to Genetic Engineering Blacrwell Scititiflc Publication, Oxford - 1980. -210p.

164. Ozadali F., Ozilgen M. Microbiol, growth kiketics of fedbaln fermentations //Appl.Microbiol. and Biotechnol. 1988, - Vol. 29, № 2-3. - P. 203-207.

165. Pedley T.J., Kessler J.O. Hydrodynamic phenomena in suspensions of Swimming microorganisms //Annu Re. FluM Mech. Vol.24. Palo Alto (Calif), 1992.-P. 313-358.

166. Peringer P. Matematical Model of Kinetic of Growth of Saccharomyces cerevisae. //Advances in Microbial Engineering. 1974. - № 4. - Vol.1. - P.27-42.

167. Pert S.J. The maintenance energy of bacteria in growing cultures //Pro.Roy. Soc.- 1965.-Vol. 163,№ 991.-P. 224-231.

168. Prents S/A new industrial revolution //Biotechnology. London, orbis Publishing House, 1984.-P. 192-205.

169. Prigogine I., Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes, 3 rd., Wiley, New York, 1967. - 318p.

170. Reilly P.Y., Homphrey A.E. Kinetic Studies in Gluconic Acid Fermentation. //National Acs Muting, Chicago, 1964.

171. Rice C.W., Hempfing W.P. Nutrient-limited continuous culture in the pH auxostat //Biotechnol. Bioeng. 1985. - Vol.27, № 2. - P. 187-19'.

172. Roels R.A. Kossen N.W. On the modeling of microbial metabolism. //Progressin Industrial Microbiology. Elsever, 1978. P. 95-203.

173. Roels J.A. Mathematical Models and Design of Biochemical Reactors //J.Chem. Tech. Biotechnol, 32, 59. - 1982.

174. Rolz C. Coractericticas quimicas y bioquimies de la biomasa microbiana //Aroh.lafinomar nutr. 10090. - 40. - № 2. - P. 147-193.

175. Ruban E.A. Optimization of laboratory assistens productions biotechnologies agains especially dangerous it infections //Wored Vet. Congress, 23-26 September, 1999, Zyon, France. P. 137-145.

176. Shinnar R. Residence Time and Contact Time Disributing in Chemical Reacter Design //in Chemical Reaction and Reactor Engineering New York, Maral Dekkor, 1985. - P. 356-420.

177. Silveira R., Karizono T., Takemoto S., Nichio N., Nagai S. Medium optimization by an arthogonal array disegn for the growth of Patkanosarcine barkeri //J.Ferment, and Bioeng. 1991-72, № 1. - P. 20-25.

178. Stephanopoulos G. Chemical Process Control. //An Introduction to Theory and Practice. Prentice-Hall, Inc., Eng lewood Cliffs, N.J. 1984. - P. 131-145.

179. Straws A., Bourne J.R. A deseription of biological system dynamics //In. abstracts Sth Inf. Ferment Symp. Berlin, 1976. - 93p.

180. Iziampaxis E., Sambanic A. Modelling cell culture processes. //Cytotehnol. 14.-2994.-P. 191-204.

181. Tzonkov S., Taralova I. A survey of modern optimal control methods for biotechnological processes. //Biotechnol. and Bioeng. 1991. - 5, № 6. - P. 33-40.

182. Wiseman A. Principles of Biotechnology Surrey Unive rsity Press, Chopmon and Hall, New York - 1983. - 387p.

183. Zlokarnik M. Sorption Characteristics for Gas-Liquid Contracting in Mixing Vessels //Biotechn. and Bioeng. New York, 1991. P. 133-160.