Система автоматического контроля процесса ферментации аэробных культур

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 12 М 1/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГООУД т ЕНН 1й HOMHTET CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3874707/28-13 (22) 08.04.85 (46) 15.10.86. Бюл. У 38 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) Д.П. Панов, П.И. Кодаков, В.В. Коровин, В.В. Колвзан и Г.И. Тютюнников (53Ъ 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11р 865902, кл. С 12 N 1/04, 1982. (54) 1,57) CHCTEMA АВТОМАТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ФЕРМЕНТАЦИИ АЭРОБ-

HbK КУЛЬТУР,, включающая датчики расхода аэрирую4его воздуха, массы культуральной жидкости в ферментаторе и концентраций кислорода и углекислого газа на входе и выходе иэ ферментатора, связанные с блоком определения концентрации микроорга.ви {2{ИХ{а А{ низмов, о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, она снабжена двумя блоками вычитания, блоками деления и умножения и дифференциатором, при этом входы первого блока вычитания соединены с датчиками концентраций кислорода на входе и выходе из аппарата, входы блока деления связаны с датчиками расхода аэрирующего воздуха и массы культуральной жидкости в ферментаторе, выходы первого блока вычитания и блока деления соединены с входами блока умножения, выход которого соединен с одним из а

Ю входов второго блока вычитания, два других входа последнего подключены соответственно непосредственно и че,рве диффереициатор с выходом баска С определения концентрации микроорганизмов

1263708

Изобретение относится к устройствам контроля за протеканием ферментации аэробных .культур, например аминокислоты лизина, и может быть использовано в пищевой, микробиологической и химико-фармацевтической промыш-; ленности.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы автоматического контроля процесса ферментации аэробных культур.

Система содержит датчик 1 культуральной жидкости в ферментаторе 15

2, установленные на линии подачи аэрирующего воздуха датчики 3-5 расхода аэрирующего воздуха и концентраций во входящем воздушном потоке кислорода и углекислого газа, установ- 20 ленные на линии выхода аэрирующего воздуха из ферментатора датчики 6 и 7 концентраций в выходящем воздушном потоке кислорода .- углекислого газа, блок 8 определения концентра- 25 ции микроорганизмов, блоки 9 и 10 вычитания, блок 11 деления, блок 12 умножения, а также дифференциатор 13.

Датчики 3 и 1 расхода аэрирующего воздуха, массы культуральной жидкос- З ) ти в ферментаторе 2 и датчики 4, 6, 5 и 7 концентраций кислорода и углекислого газа соответственно на входе и выходе из аппарата соединены с блоком 8 определения концентрации микро- З5 организмов. Датчики 1 и 3 связаны, кроме того, с блоком 11 деления, а датчики 4 и 6 — с блоком 9 вычитания.

Выходы блоков 9 и 11 соединены с входами блока 12 умножения, выход кото- > рого соединен с одним из входов блока 10 вычитания, два других входа которого связаны непосредственно и через дифференциатор 13 с выходом блока 8 определения концентрации микро.организмов.

Система работает следующим образом.

Сигналы от датчиков 1,3,4, 6, 5 и 7 массы .среды в ферментаторе„ расхода аэрирующего воздуха, концентраций кислорода и углекислого газа соответственно на входе и выходе из аппарата поступают в блок 8, где производится определение концентрации микроорганизмов в,среде. Сигналы от датчиков 1 и 3, кроме того, постулают на блок 11 деления, где формируется сигнал пропорциональньй ве1 личине †„ где G — расход аэрирующегс воздуха; m — масса среды, который здесь же умножится на постоянньй коэффициент К, = вЂ,, где p — плотность

Р среды; а — стехиометрический коэффициент. Сигналы от датчиков 4 и.6, кроме блока 8, поступают на блок 9 вычитания, где происходит формирование сигнала, пропорционального велик к к к чине С,-С,, где С, и С, — соответственно концентрация кислорода во входящем и выходящем из ферментатора воздушном потоке. Сигналы с выходов блоков 9 и 11 поступюат на входы блока 12 умножения, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный величине

Этот сигнал поступает на один из входов блока 10 вычитания. На два других его входа подаются соответственно сигнал, пропорциональный концентрации микроорганизмов х, который снимается чепосредственно с выхода блока 8, и сигнал,. пропорциональный

1 его производной „ вЂ, который форми@( руется при прохождении выходного сигнала блока 8 через дйфференциатор

13, причем здесь же производится умножение выходного сигнала на постоянС ньй коэффициент К = — где c — стеg t хиометрический коэффициент, В блоке

10 вычитания производится вычитание из сигнала, поступившего с блока 12, сигнала, поступившего с блока 8, и сигнала, поступившего с блока 13, а также умножение результирующего сигнала на постоянный коэффициент а, 1

К = —, где а и Ь вЂ” стехиометрические коэффициенты. В результате указанных операций в блоке 10 определяется величина скорости изменения концентрации целевого продукта в среде °

Таким образом, использование данной системы автоматического контроля процесса ферментации аэробных культур позволяет по сравнению с прототипом дополнительно определять важнейший параметр процесса, что дает возможность осуществлять качественное оперативное управление и тем самым повысить выход целевого продукта! n3708

Воздух из фермеитатори

Составитель Г. Богачева

Редактор N. Петрова Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга

Заказ 5497/26 Тирал 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4