GOMBANÖVEKEDÉS MÉRÉSI MÓDSZERE, MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSBAN
Viczián Zsolt
Budapest Műszaki Egyetem, K
émiai Informatika Tanszékemail: vzsolt.kit@chem.bme.hu
A biológiai technológiák és természeti folyamatok minőségbiztosítási szempontból való mélyebb megértéséhez [3] fontos információt nyújtanak a matematikai növekedési modellek és azoknak a megfelelő méréstechnikával alátámasztott vizsgálata.
A természettudományokban a különböző növekedési folyamatok leírására sok modell ismeretes. Ezen modellek a bioreaktorokban történő szaporítástól egészen a legmodernebb élő polimerizációig [1] igen sokféle rendszert írnak le.
Az általunk vizsgált gombanövekedést [2] befolyásoló szabad paraméterek száma és azok érték szerinti szórása igen nagy - az egyes méréssorozatok közötti eltérés számottevő lehet, annak ellenére, hogy a főbb paramétereket (levegő és komposzt hőmérséklet, relatív páratartalom, CO2 koncentráció) egy adott tartományon belül szabályozza a termesztő rendszer.
A teljes termesztési időszaknak (40 nap az első szedésig) csupán az utolsó 1 hetében jelennek meg gombatestek a komposzt felszínén, addig a micéliummal való átszövetés folyamata zajlik le. A két növekedési szakasznak méréstechnikája és mérendő paraméterei különbözőek.
Munkámban a termesztési időszak második -aktív- szakaszára kifejlesztett speciális méréstechnikát és képfeldolgozó valamint matematikai értékelő szoftveremet mutatom be. A mérés és kiértékelés automatizálását egy időzítő áramkörrel kiegészített fényképezőgép és egy célszoftver segítségével valósítottam meg.
A mérés menete a következő volt:
A kiértékelés részint a gombák méret szerinti eloszlásának meghatározását, másrészt a matematikai modellekre vonatkozó statisztikai vizsgálatokat jelentette.
Méréseink alapján a gombák növekedés közbeni méret szerinti eloszlásának leírására a legalkalmasabbnak a kiterjesztett Damköhler egyenletből, valamint az élő polimerizáció folytonos kiterjesztéséből leszármáztatható modellt találtam.
A fenti parciális differenciális egyenlet peremértékeinek definiálása után a karakterisztikus differenciálegyenlet rendszer megoldását különböző függvények esetén vizsgáltam.
A képen a feldolgozó program egy képernyője látható
A kutatást támogatta a Budapesti Műszaki Egyetem Vegyészmérnöki Karának Varga József Alapítványa, az Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA #T023258/97, T025750/98) és a Champignon Union Kft. (Mester Antal). A munkához hozzájárult Zsíros László hallgató vezetésemmel folytatott tudományos diákköri munkájával.
Irodalom