DE2317353A1 - METHOD AND DEVICE FOR ACCELERATING AND INCREASING THE GROWTH OF MICRO-ORGANISMS - Google Patents

Description

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Dipl. Ing. E. tiler Dipl. Ing. K. SchieschkiDipl. Ing. E. tiler Dipl. Ing. K. Schieschki

lUatiide GIANESBI, Mailand/ItalienlUatiide GIANESBI, Milan / Italy

Verfahren und Vorrichtung zur Wachstumsbeschleunigung und -steigerung von Mikroorganismen,Process and device for accelerating and increasing the growth of microorganisms,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wachstumsbeschleunigung und -steigerung von Mikroorganismen. Viele Arten von Mikroorganismen haben bekanntlich eine enorme Bedeutung auf vielen Gebieten des organischen Lebens und in weiten Kreisen industrieller Anwendung, wie ζ,B. in der Gärung der Zuckerstoffe, in der Gärung der Stärkezucker zur Bildung verschiedener organischer Säuren und .Entwicklung von Äthylalkohol, von Kohlenanhydrid (Hefen) zur Präparation arzneilioher Substanzen (z.B. Antibiotika), in der Zusetzung chemischer Gruppen in Steroiden (z.B. im Testosteron), um einige nützliche und natürliche Gärungen zu erreichen, usw..The invention relates to a method and a device for accelerating and increasing the growth of microorganisms. Many types of microorganisms are known to be of enormous importance in many fields of the organic Life and in wide areas of industrial application, such as ζ, B. in the fermentation of sugars, in the fermentation of the Starch sugar for the formation of various organic acids and the development of ethyl alcohol and carbo anhydride (yeast) for the preparation of medicinal substances (e.g. antibiotics), in the addition of chemical groups in steroids (e.g. im Testosterone) to achieve some useful and natural fermentations, etc.

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Wie die Biologische Wissenschaft bis heute feststelleil konnte, hängt demnach das "Wachstum der Mikroorganismen im wesentlichen vom Aufbau der sogenannten "Sahrböden" ab, (die z.B. aus Fleischbrühe, Gallert * Blutserum, Milch usw. gebildet sein können}, wie auch von der Temperatur der genannten Nährböden, die sich im allgemeinen zwischen 20 und 4-5 G bewegt, ferner von der Konzentration der Wasserstoffionen, oder Ph-Werten der Eahrflüssigkeit und - insofern es sich um Aörobien-Mikroorganismen handelt auch vom gasförmigen Austausch zwischen, der genannten Flüssigkeit und der Umgebungsluft. As biological science has established to this day could, therefore, depends on the "growth of microorganisms essentially from the structure of the so-called "Sahrboden" from, (e.g. from meat broth, gelatinous blood serum, milk etc. can be formed}, as well as from the temperature of the nutrient media mentioned, which is generally between 20 and 4-5 G, and the concentration of the Hydrogen ions, or pH values of the nutrients and - as far as aerobic microorganisms are concerned, there is also the gaseous exchange between the said liquid and the ambient air.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren -und eine Vorrichtung zu schaffen* durch welche das Wachstum der Mikroorganismen beschleunigt und außerdem mengenmäßig gesteigert wird.The object of the present invention is to create a method and a device by means of which the growth of the microorganisms is accelerated and also increased in quantity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß die in eine Halbflüssigkeit getauchte Mikroorganismenkultur einem von einer durch Wechselstrom gespeisten und vorzugsweise mit einem Ferromagnetkern versehenen Spule erzeugten Magnetfeld ausgesetzt wird*This object is achieved according to the invention in that the Microorganism culture immersed in a semi-liquid one generated by a coil fed by alternating current and preferably provided with a ferromagnetic core Is exposed to a magnetic field *

Es wurde außerdem festgestellt, daß äußer den vorhandenen Bedingungen, d.h. Aufbau, Temperatur, Eh-Wert und eventuellem gasartigen Austausch in der Mhrflüssigkeit eine spürbare Wachstumsbeschleunigung der Mikroorganismen, und auch eine ■ spürbare mengenmäßige Znahme dieser Mikrooiganisiflen erhalten werden kann* indem in die die Saat enthaltende Flüssigkeit eine Spule getaucht wird, die wenigstens eine Aüzähl gegenseitige isolierter Spirälwlndufigeii vöSä Iie:itiiögödi*aht besitzt, der mit Wechselström geladen wii*d* BB ist feriier ffiö'glich noch bessere "Resultate zu erhalten ■- im besonderen s Wenn der Nährboden besondere ©lektroöBeiflisohe Oharakteristiken besitzt - indem innerhalb der Spule, und von ihr isoliert * ein Ferroffiagnetkern untergebracht ist*It was also found that outside the existing conditions, ie structure, temperature, Eh value and possible gaseous exchange in the milling liquid, a noticeable acceleration of the growth of the microorganisms and also a noticeable increase in the amount of these microorganisms can be obtained by adding the seeds liquid containing a coil is dipped, the at least one Aüzähl mutual insulated Spirälwlndufigeii vöSä Iie: itiiögödi * AHT has the wii loaded with Wechselström * D * BB is feriier ffiö'glich to obtain even better "results ■ - in particular when the soil s has special lektroöbeiflisohe o characteristics - in that a Ferroffiagnetkern is housed inside the coil and isolated from it *

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Zur' Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Gefäß aus temperaturbeständigem Material vorgesehen, damit sich eine wirksame Sterilisierung erhalten läßt, sodann ürwärmungsmittel, um den Nährboden auf eine !Temperatur zwischen 20 und 4-5⁰C zu erwärmen und entsprechend beizubehalten, außerdem eine Spule mit einer Anzahl über einen Ij'erromagnetkern gewickelter Spiral windungen und eine Zuspeisung von Wechselstrom, um die Spule zu erregen.For 'carrying out the method according to the invention a vessel made of heat resistant material is provided making it possible to obtain an effective sterilization, then ürwärmungsmittel to the culture medium to a! Temperature between 20 and 4-5 ⁰ C to heat and maintain accordingly, also a coil with a number of spiral windings wound over an Ij'erromagnetkern and a supply of alternating current to excite the coil.

Es ergibt sich damit ein Gerät, mit dem sich trotz seiner Einfachheit sehr gute Resultate erzielen lassen.The result is a device with which, despite its simplicity, very good results can be achieved.

Das genannte Gerät besteht aus einem Glasgefäß, das oben in eine kgegelförmige Mündung endet, die durch einen abnehmbaren eingeschliffenen und ebenfalls kegeligen Gläspropfen verschlossen werden kann; der Gläspropfen verfügt über eine Bohrung, durch die die Höhre eines Flüssigkeitsthermometer geht, außerdem zwei weitere durchgehende Bohrungen für den Durchgang der metallenen Elektroden, deren Enden mit den ,Anschlüssen einer Spule verbunden sind, die eine isolierte spiralförmige zylindrische Wicklung aufweist,,welche mit Sdederspannung-Wechselstrom geladen ist; das Gerät hat auii eine seitliche Öffnung oder einen iXillstutzen für die Zugabe der Saat, und auch, wenn erforderlich, für den Abzug des gasförmigen Austausches aus der flüssigkeit zur Außenluft.The device mentioned consists of a glass vessel that ends at the top in a cone-shaped mouth that can be removed by a ground and also conical glass stopper can be closed; the glass stopper has one Hole through which the tube of a liquid thermometer goes, as well as two further through holes for the passage of the metal electrodes, the ends of which with the , Terminals of a coil are connected, which is an isolated having spiral cylindrical winding, which with The voltage-alternating current is charged; the device has auii a side opening or an iXill nozzle for the addition the seeds and, if necessary, for the extraction of the gaseous exchange from the liquid to the outside air.

Das erfindungsgemäße Gerät und seine dazu gehörende Stromspeisung sind in beiliegender Zeichnung in vereinfachter schematischer iform dargestellt; in der Zeichnung zeigt:The device according to the invention and its associated power supply are shown in simplified form in the accompanying drawing schematic iform shown; in the drawing shows:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt des Geräts mit seiner Stromzuspeisung in schematischer Jform.Fig. 1 is a vertical longitudinal section of the device with its power supply in a schematic Jform.

In Fig. 1 ist das Glasgefäß mit 1 bezeichnet und mit 2 die obere Mündung, die sich durch einen abnehmbaren, kegelig eingeschliffenen Gläspropfen 3 abschließen läßt.In Fig. 1, the glass vessel is denoted by 1 and 2 with the upper mouth, which can be closed by a removable, conically ground glass plug 3.

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Der Propfen'3 verfügt in seiner kitte über eine Bohrung 4-, durch die und deren Dichtung 5 das Böhrchen 6 eine Quecksilbertghermometers zur Eontrolle der Temperatur in der Hährflüssigkeit 7 geht, welche vorerst durch den seitlichen Füllstutzen 9 in das Gefäß 1 eingefüllt worden ist.The plug'3 has a hole 4-, through which and its seal 5 the tube 6 is a mercury thermometer to control the temperature in the fluid 7, which is initially through the lateral The filler neck 9 has been filled into the vessel 1.

Der gleiche Propfen 3 besitzt weitere zwei durchgehende Bohrungen 10, 11, durch die die Elektroden 12, 13 gehen, deren Enden mit den Anschlüssen einer Spule 15 verbunden sind, wobei die genannte Spule über eine auf einem Ferromagnetkern 16 vorgenommene isolierte Wicklung; einer .Anzahl Spiralwindungen verfügt.The same plug 3 has two further through bores 10, 11 through which the electrodes 12, 13 go, the ends of which are connected to the terminals of a coil 15, said coil being over an insulated winding made on a ferromagnetic core 16; a .number of spiral turns disposes.

Der genannte Kern kann nach einfachster Ausführungsform des Geräts mit einer gewissen Anzahl einzeln isolierter Drähte aus ausgeglühtem Weicheisen bestehen.According to the simplest embodiment of the device, said core can have a certain number of individually insulated wires consist of annealed soft iron.

Die Stromspeisung ist in Fig. 1 in schematischer '«Veise dargestellt und umfaßt einen spannungserniedrigenden Transformator 20, der-vom !Netz 21 über eine Schmelzsicherung gespeist ist, außerdem einen Schalter 23 und einen Spannungsregler 24-; die Klemmen des vom Transformator 20 ausgehenden Sekundärstroms sind mittels Sehalter 25 und Schmelzsicherung 26 an die Leitung 27 der Stromspeisung zu den Elektroden 12, 13 und folglich zur Spule 15 angeschlossen. Zwischen der Sekundärleitung des Transformators 20 und dem Schalter 25 sind nach üblicher Art ein Voltmeter 29 und ein Amperemeter 30 geschaltet. . The power supply is shown in Fig. 1 in a schematic “Veise and comprises a voltage-lowering transformer 20 which-from the network 21 via a fuse is fed, also a switch 23 and a voltage regulator 24-; the terminals of the output from the transformer 20 Secondary currents are by means of Sehalter 25 and fuse 26 is connected to the line 27 of the power supply to the electrodes 12, 13 and consequently to the coil 15. Between the secondary line of the transformer 20 and the switch 25, a voltmeter 29 and an ammeter 30 are connected in the usual way. .

Die Spule 15 weist nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung einjfige zehn £>pir al windung en Platindraht auf, die aber untereinander isoliert sind.The coil 15 has according to a preferred invention Execution of a single ten spiral coil of platinum wire on the but are isolated from one another.

Die Stärke des im Platindraht der Spuele 15 enthaltenen Stroms läßt sich durch den Spannungsregler 24- regulieren.The strength of the current contained in the platinum wire of the coil 15 can be regulated by the voltage regulator 24-.

Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung lassen sichWith the help of the method and the device can

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beispielsweise folgende Ergebnisse erzielen:for example, achieve the following results:

Vorausgeschickt wird, daß alle Proben zweifach vorgenommen wurden, das heißt, auch mittels einer Kontrollprobe, die nicht das oben beschriebene Verfahren befolgte, und einer Versuchsprobe unter Anwendung des erfindungemäßen Verfahrens, alle beide nach den gleichen Aufbaubedingungen, Temperatur, Ph-Wert und gasförmigem Austausch; die in einigen Versuchsn wiederholt erreichten Ergebnisse waren folgende:It is sent in advance that all samples are carried out in duplicate that is, also by means of a control sample that did not follow the procedure described above and a Test sample using the method according to the invention, both according to the same construction conditions, temperature, PH and gaseous exchange; which in some experiments Repeatedly achieved results were as follows:

Versuchsstock: Penicillium (Pinselschimmel) Weidemann Sährboden: flüssigkeit Czapek (Glykose 50 gr., 2 grTest stick: Penicillium (brush mold) Weidemann soil: liquid Czapek (glycose 50 gr., 2 gr

Natriumnitrat, 1 gr Kaliummonophosphat, 0,5 gr Magnesiumsulfat, 0,5 gr Chlorkalium, 0,01 gr Eisenchlorid, 1000 ecm Wasser, endgültiges Ph 4,5).Sodium nitrate, 1 gram potassium monophosphate, 0.5 gram magnesium sulfate, 0.5 gram potassium chloride, 0.01 gram Ferric chloride, 1000 ecm of water, final Ph 4.5).

Gute Leitfähigkeit mit WS zwischen 2,5 und 5 Volt.Good conductivity with WS between 2.5 and 5 volts.

öaat: 1% Zellen.öaat: 1% cells.

Elektrische Bedingungen: opule mit 45 Platindrahtspiralwindungen, auf einen Magnetkern gewickelt.Electrical conditions: opule with 45 platinum wire spiral turns, wound on a magnetic core.

Kulturtemperatur: bei 25°C in thermostatisch reguliertemCulture temperature: at 25 ° C in thermostatically controlled

wasserbad.water bath.

»Stabilisierung bei den elektrischen Anzeigevorrichtungen:»Stabilization of the electrical display devices:

Wechselstrom: 1 Volt, 1,8 Amp., 10 C¹' 0,5° CAlternating current: 1 volt, 1.8 amp., 10 C ¹ '0.5 ° C

Mach 50 h Kultur wurde in beiden Proben die Zellenbildung erreicht. Das filtrierte, gewaschene, getrocknete und gewogene kyzelium ergab folgende Resultate:After 50 h of culture, cells were formed in both samples achieved. The filtered, washed, dried and weighed kyzelium gave the following results:

Gewicht des Kontrollmyzelium: 0,0262 grControl mycelium weight: 0.0262 gr

Gewicht des nach Anwendung des VerfahrensWeight of the after applying the procedure

erhaltenen kyzelium 0,0540 grobtained kyzelium 0.0540 gr

Somit eine «Vachstumszunahme gleichThus, an «increase in growth equals

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Versuchsstock: Saccaromyces lactis (Milchzucker gärendeTest stick: Saccaromyces lactis (lactose fermenting

Hefe)
Mährboden: Chloridische kagermilchmolke.Yeast)
Cultivation soil: Chloride skimmed milk whey.

Endgültiges Ph 4,3Final Ph 4.3

Enthaltener Milchzucker 5,4-2%Contained lactose 5.4-2%

Gute Leitfähigkeit des WechselstromsGood conductivity of alternating current

mit 2,6 V.with 2.6 V.

Saat: 1% reiner Kultur.Seed: 1% pure culture.

Elektrische Bedingungen: Spule mit 50 PlatindrahtspiralenElectrical conditions: coil with 50 platinum wire spirals

auf einem Magnetkern gewickelt. Kulturtemperatur: bei 30° C in thermostatisch reguliertemwound on a magnetic core. Culture temperature: at 30 ° C in thermostatically controlled

Wasserbad.,
Stabilisierung bei den elektrischen Anzeigevorrichtungen:Water bath.,
Stabilization in the electrical indicators:

Wechselstrom: 1,4VoIt, 1,9 Amp.AC current: 1.4VoIt, 1.9Amp.

1° C A τ C 1,5° c.1 ° C A τ C 1.5 ° c.

Nach 42 h Kultur und merklichem Rückgang der Schaumbildung wird der Milchzuckerrückstand nach Fehling titriert.After 42 h of culture and a noticeable decrease in foam formation the milk sugar residue is titrated according to Fehling.

Milchzuckerrückstand in der Kontrollprobe 2,414 % Lactose residue in the control sample 2.414 %

Milchzuckerrückstand in der Probe beiMilk sugar residue in the sample

Anwendung des Verfahrens ■ 1,200 % Application of the procedure ■ 1,200 %

Die Probe liefert eine größere Gärungswirkung von ungefähr 20% gegenüber dem anfänglichen Milchzucker.The sample provides a greater fermentation effect of about 20% over the initial lactose.

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-ing. E. EderDipl.-ing. E. Eder

Dipl.-!ng. K. SchioschkeDipl .-! Ng. K. Schioschke

β München 13, ElisabethstraBe 34β Munich 13, Elisabethstrasse 34

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Claims (4)

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS Dipl. t>>g. L ».tierDipl. T >> g. L ». Animal Dipl. Ing. K. Schieschk· \ Dipl. Ing.K. Schieschk · \ 73173537317353 PatentansprücheClaims Verfahren zur Wachstumsbeschleunigung und -steigerung von Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß die in eine Fahrflüssigkeit getauchte Mikroorganismenkultur einem von einer durch Wechselstrom gespeisten und vorzugsweise mit einem jferromagnetkern versehenen üpule erzeugten kagnetfeld ausgesetzt wird.Process to accelerate and increase growth of microorganisms, characterized in that the A microorganism culture immersed in a driving fluid one from one fed by alternating current and preferably exposed to a magnetic field generated by a coil provided with a magnetic core. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die zur Kultur von Mikroorganismen bestimmte Nährflüssigkeit zu den besten Aufbaubedingungen, Temperatur, Ph-Wert und eventuell gasförmigem Austausch mit der Umgebungsluft, die üpule (15) getaucht wird, die mindestens zehn isolierte LeitungsdrahtSpiralwindungen aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that in the nutrient liquid intended for the culture of microorganisms to the best construction conditions, temperature, pH value and possibly gaseous exchange with the ambient air, the coil (15) is immersed, the At least ten insulated spiral turns of conductor wire having. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der opule ein Kern aus ferromagnetische!!! material untergebracht ist.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that inside the opule a core of ferromagnetic !!! material is housed. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Glasgefäß (1) besteht, das oben eine kegelige Mündung (2) besitzt, die durch einen abnehmbaren, kegelig eingeschliffenen G-laspropfen (5) verschließbar ist, wobei derselbe eine Bohrung besitzt, durch die das abgedichtete Röhrchen eines ii'lussigkeitsthermometers4. Device for performing the method according to the preceding claims, characterized in that it consists of a glass vessel (1) which has a conical mouth (2) at the top, which is secured by a removable, conical ground glass stopper (5) can be closed is, the same has a bore through which the sealed tube of a liquid thermometer (6) geht, und außerdem zwei weitere Bohrungen (10, 11) für den Durchgang der metallenen !Elektroden (12, 13)» an deren Enden die Anschlußklemmen der öpule (15) mit einer schneckenförmigen zylindrischen Wicklung von(6) goes, and also two more holes (10, 11) for the passage of the metal! Electrodes (12, 13) » at the ends of the terminals of the öpule (15) with a helical cylindrical winding of —2— 309843/0445—2— 309843/0445 - T- - T- gegenseitig isolierten Spiralen angeschlossen ist, wobei diese Spiralen mit Mederspannungswechselstrom beschickbar sind und wobei das Glasgefäß mit einer seitlichen Öffnung oder einem Füllstutzen (9) für die Zugabe der Saat und um den gasförmigen Austausch der Flüssigkeit zur Außenluft zu gestatten, versehen ist.mutually insulated spirals is connected, these spirals with alternating voltage currents can be loaded and wherein the glass vessel with a side opening or a filler neck (9) for Addition of the seeds and to allow the gaseous exchange of the liquid to the outside air is provided. 5· Gerät nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Spule von zylindrischer Schneckenform ein Kern (16) aus magnetischem Material untergebracht ist.5 · Device according to claim 4-, characterized in that im A core (16) made of magnetic material is housed inside the coil of cylindrical helical shape. PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS Dipl. «ng. fö Dipl.Dipl. «Ng. fö Dipl. 309843/0445309843/0445