Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и может быть использовано при автоматическом управлении процессом выращивания микроорганизмов. Изобретение направлено на повышение производительности процесса выращивания микроорганизмов в последовательно соединенных секциях ферментера и снижение расхода солей и субстрата. В секциях 1 ферментера установлены концентратомеры 2 для измерения суммарной концентрации минеральных солей. Кон (Л центратомером 4 на линии подачи раствора минеральных солей в секцию 1 оп

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 12 3/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "."""""

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ . 13 мыл I:< (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕН1И ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ р.р милелальн п (21) 381)598/28-13 (22) 11.11.84 (46) 07.12.86. Бюл. У 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых вецеств, Светлоярский завод по производству белково-витаминных концентратов и Новополоцкий завод по производств r белково-витаминных концентратов им. 60-летия СССР (72) А.Ю. Винаров, И.И. Щамонов, В.3. Колодяжный; P.Ô. Баум, В.П.Воронков, В.B. Рябов, Г.А. Зверева, А.Н. Матвеев, А.Ф. Воловненко, Л.Г. Корниевский и В.Н. Филиппов (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 560904, кл. С 12 С1 3/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 662580, кл. С 12 ч 3/00, 1979.

ÄÄSUÄÄ 1275044 А1 (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при автоматическом управлении процессом выращивания микроорганизмов. Изобретение направлено на повышение производительности процесса выращивания микроорганизмов в последовательно соединенных секциях ферментера и снижение, расхода солей и субстрата. В секциях 1 ферментера установлены концентратомеры 2 для измерения суммарной концентрации минеральных солей. Концентратомером 4 на линии подачи раствора минеральных солей в секцию 1 оп1275044 ределяют суммарную концентрацию минеральных солей во входном потоке.

Сравнение текущего и предыдущего значений концентрации минеральных солей в секциях с помощью логического устройства 6, а также суммарной концентрации минеральных солей во входном потоке проводят периодически через

0,1-2 ч. Полученное отношение концентраций поступает на блок 7 управления, выдающий корректирующие сигналы на приборы 8 и 11, определяющие соотношение общих расходов минеральных солей и субстрата в секции 1. РасхоФ

Изобретение относится к управлению биотехнологическими процессами и может быть использовано в микробиологической промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности процесса выращивания микроорганизмов в после— дователъно соединенных секциях ферментера и снижение расходов солей и субстрата. 10

На чертеже представлена схема, поясняющая способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов.

Схема содержит секции 1 ферменте- 15 ра, соединенные последовательно, в которых установлены кондуктометрические концентратомеры 2 для определения суммарной концентрации минеральных солей, функционально связан- М ные с вторичными приборами 3. Кондуктометрический концентратомер 4 на трубопроводе подачи раствора минеральных солей в ферментер связан с

«) ф вторичным прибором 5. Выходы вторичных приборов 3 и 5 соединены .с входом логического устройства 6, а выход последнего соединен с входом блока 7 управления. Первый выход блока 7 управления связан через вторичный при- 30 бор 8, с которым также связан расходомер 9 на трубопроводе подачи раствора минеральных солей в секцию 1, с исполнительным механизмом 10, второй выход блока 7 управления через вторичный прибор 11, с которым также домер 9 измеряет расход раствора минеральных солей, .величину которого регулируют исполнительным механизмом 10. Величину потока субстрата регулируют исполнительным механизмом 13.

Регулирование расхода субстрата и раствора минеральных солей по секциям осуществляют, увеличивая поток, если разность текущего и предыдущего значений концентрации минеральных солей в секции 1, отнесенная к концентрации минеральных солей в общем потоке, отрицательная, и уменьшая его, если разность положительная. 1 ил.

3 связан расходомер 12 на трубопроводе подачи субстрата в секцию 1, — с исполнительным механизмом 13.

Способ осуществляется следующим образом.

В секцию 1 ферментера двумя пото" ками подают субстрат и раствор минеральных солей. Кондуктометрическими концентратомерами 2 определяют суммарную концентрацию минеральных солей в секции 1, характеризующую производительность процесса ферментации.

Кондуктометрическим концентратомером 4 определяют суммарную концентрацию минеральных с.олей в растворе, подаваемом в секцию 1 ферментера.Сиг налы с концентратомеров 2 и 4 через вторичные приборы 3 и 5 поступают на логическое устройство 6, где происходит сравнение текущего и предыдущего значений суммарных концентраций

;минеральных солей в каждой секции с заданной периодичностью и определение отношения полученной разности значений к общему значению концентрации минеральных солей в общем потоке раствора минеральных солей. Полученное отношение концентраций поступает на блок 7 управления, который выдает корректирующие сигналы на вторичные приборы 8 и 11, определяя соотношение потоков субстрата и раствора минеральных .солей в секцию 1 фер ментера.

Расходомер 9 измеряет расход раствора минеральных солей. Сигнал с расРазность

Команда на исполнительные

Секция текущего и предыдущеro значений механизмы текущее

0,52 10

+0,02:10

+0,03.10

0,50-10

Уменьшается

0 35 10

0,38 10

0,33 10

0,54 10

То же

0,33 10

0,56.10

const

-0,02 10

Увеличивается

3 1275 ходомера 9 поступает также на вторичный прибор 8, где происходит его корректировка сигналом с блока 7 управления. Величину потока раствора ми.неральных солей регулируют исполнительным механизмом 10 по команде вторичного прибора 8 путем включения или выключения исполнительного механизма, увеличивая потоки, если разность текущего и предыдущего значе- 10 ний концентрации минеральных солей в секции 1 ферментера, отнесенная к концентрации минеральных солей, отрицательная, и уменьшая потоки, если описанная разность положительная.

Величину потока субстрата регулируют исполнительным механизмом 13 путем включения и выключения его no команде вторичного прибора ll, на zp который также поступает сигнал с расЗначения концентрации, См/ем

Указанные значения поступают в логический блок, где происходит определение соотношения разности текущего и предыдущего значений концентраций минеральных солей и концентрации 40 минеральных солей в общем потоке. Результат вычисления поступает на блок управления, выдающий сигналы на исполнительные механизмы на линиях подачи растворов в секции 2, 4, 7 и 11.45

В результате реализации предлагаемого способа повышается производительность процесса на 4,8% и снижается расход раствора минеральных co- SO лей и субстрата на 5,5%.

Ф о р м у л а изобретения

Способ автоматического управления 55 процессом выращивания микроорганизмов, предусматривающий регулирование расхода субстрата и раствора мине044 4 ходомера 12, На вторичный прибор 11 поступает также сигнал с блока 7 управления, корректирующий изменение величины потока субстрата пропорционально изменению потока раствора минеральных солей.

Пример. Ферментацию проводят в аппарате, имеющем 12 секций, объем

5 аппарата 400 м, проток через аппарат 80 и /ч, расход субстрата 2 м /ч, расход общего потока минеральных солей 5 м"/ч.

В секциях 2, 4, 7 и 11 установлены кондуктометрические концентратомеры погружнога типа с диапазоном измерения 10 — 10 См/ем. Текущее и предыцущее значения концентраций минеральных солей измеряют с интервалом времени 10 мин.

Результаты опытов приведены в таблице. ральных солей через определенные промежутки времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса выращивания микроорганизмов в последовательно соединенных секциях ферментера и снижения расходов солей и субстрата, периодически определяют разность текущего и предыдущего значений концентрации минеральных солей в секциях, суммарную концентрацию минеральных солей во входном потоке, поддерживают постоянным соотношение общих расходов минеральных солей и субстрата путем перераспределения потоков по секциям ферментера, а регулирование расхода субстрата и раствора минеральных солей по секциям осуществляют в зависимости от разности текущего и предь)цущего значений концентрации минеральных солей с корректировкой по суммарной концентрации минеральных солей во входном потоке.