Способ автоматического управления периодическим процессом выращивания клеток животных в ферментаторах с мешалкой

 

Изобретение относится к биологической , микробиологической и медицинской промьшшенности. .С целью увеличения выхода -целевого продукта за счет повышения качества управления измеряют расход воздуха на аэрацию датчиком 2 и через регулятор 3 управляют исполнительны г механизмом 4 на линии подачи воздуха в ферментатор 1, задание регулятору 3 корректируют по результирующему сигналу с сумматора 9, куда поступают сигналы с регулятора 8 парциального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода и с регулятора-компенсатора 10 скорости вращения мешалки . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪ БЛИН

А1

О91 1Э (5ц 4 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ ./СВИДЕТЕЛЬСТВЪ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265746/30-13 (22) 22.06.87 (46) 30.01.89.Бюл. И 4 (71) Грозненское. научно-производственное объединение "Промавтоматика" и Всесоюзный научно-исследовательский институт биологической нромышленности (72) В.В.Письменный, Е.А.Рубан, В.М.Мельниченко, А.А.Раевский, Ш.К.Рамазанов и О.Н.Шевченко (53) 663.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 991387, кл. G 05 D 27/00, 1983. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ КЛЕТОК ЖИВОТНЫХ В ФЕРМЕНТАТОРАХ С МЕШАЛКОЙ (57) Изобретение относится к биологической, микробиологической и медицинской промьппленности..С целью увеличения выхода целевого продукта sa счет повышения качества управления измеряют расход воздуха на аэрацию датчиком 2 и через регулятор 3 управляют исполнительным механизмом 4 на линии подачи воздуха в ферментатор 1, задание регулятору 3 корректируют по результирующему сигналу с сумматора 9, куда поступают сигналы с регулятора 8 парциального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода и с регулятора-компенсатора 10 скорости вращения мешалки. 1 ил.

1455340

Изобретение относится к способам равления процессом периодического

ыращивания клеток животных и может быть использовано в биологической, Микробиологической и медицинской проМьппленности.

Бель изобретения — увеличение выхода целевого продукта эа счет повы1пения качества управления. 10

При культивировании клеток животых на микроносителях по мере накопения культуры масса микроносителя величивается, поэтому в процессе ультивирования клеток животных с 15 елью предотвращения оседания микроосителей оператор вручную или ступенато увеличивает скорость вращения ешалки.

Исследования аэробных клеток пока- )0 али, что коэффициент передачи объек- а по каналу регулирования расход воздуха — парциальное давление кис, лорода в 5-10 раз меньше коэффициента передачи объекта по каналу регули- 25 сования число оборотов мешалки — пар 1иальное давление кислорода, при этом постоянные времени объекта о указанным каналам регулирования

Ьоставляют 30-40 мин. 30

Это обстоятельство обусловливает при изменении или переключении ско1 ости вращения мешалки появление озмущающих воздействий на систему егулирования парциального давления ислорода, которые могут привести резкому увеличению значения парци ьного давления кислорода и выхоу за установленные пределы на длительное время. Это ухудшает условия культивирования следовательно, уменьшается выход целевого продукта.

Поэтому при изменении подачи воздуха на аэрацию заданное значение подачи воздуха необходимо определять с учетом не только текущего значения парциального давления кислорода в культуральной жидкости, но и скорости вращения мешалки, что позволяет упредить изменение парциального давления при переключении скорости вращения мешалки, т.е. исключить нарушение хода процесса и увеличить выход целевого продукта.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого автоматического управления процессом периодического культивирования клеток животных.

Устройство содержит ферментатор

1, датчик 2 расхода воздуха, связанный с регулятором 3 расхода воздуха на аэрации, соединенным с исполнительным механизмом 4, датчик 5 парциального давления кислорода, связанный с регулятором б подачи азота, соединенным с клапаном 7 на линии подачи азота и ферментатор, и регулятором 8 парциального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода, соединенным с сумматором 9, связанным с регулятором 3 расхода воздуха на аэрацию и регулятором-компенсатором 10 скорости вращения мешалки, соединенным с датчиком 11 скорости вращения мешалки.

Устройство работает следующим образом.

При значении парциального давления кислорода выше заданного значения при постоянной скорости вращения мешалки регулятор 6 подачи азота открывает клапан 7, установленный на линии подачи азота, и держит его открытым до тех пор, пока текущее зна- чение парциального давления кислород да не достигнет заданного значения, а регулятор 8 парциального давления кислорода вырабатывает управляющийсигнал, соответствующий текущему значению парциального давления кислорода от датчика 5, который поступает в в сумматор 9. В сумматор 9 от регулятора-компенсатора 10 скорости мешалки со знаком "минус" поступа- ет управляющее воздействие, соответствующее текущему значению скорости вращения мешалки. Результат суммирования двух управляющих воздействий от регуляторов 8 и !О поступает с сумматора 9 в качестве задания на регулятор 3 расхода воздуха. Регулятор 3 расхода воздуха прикрывает исполнительный механизм 4, установленный на линии подачи воздуха, расход воздуха в аппарате уменьшается.

При изменении парциального давления ниже заданного значения и постоянной скорости вращения мешалки регулятор 8 вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с текущим значением парциального давления кислорода больше предыдущего, которое поступает в сумматор 9, куда пос-., тупает со знаком "минус" от регулятора-компенсатора 10 скорости вращения мешалки управляющее воздействие, 40

4 клеток животных по сравнению с прототипом позволяет увеличить выход целевого продукта на 5 .

Формула и э о б р е т е н и я

Составитель В.Новиков

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Ходаиич Корректор В.Бутяга

Заказ 7454/54 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

l4553 соответствующее текущему значению скорости вращения мешалки, результирующий сигнал с сумматора 9 увеличивает задание регулятору 3 расхода.

Регулятор 3 приоткрывает исполнитель5 ный механизм 4, расход воздуха увеличивается.

При переключении скорости вращения мешалки в большую сторону регулятор-компенсатор 10 вырабатывает управляющее воздействие, по абсолютному значению превышающее предыдущее, которое, поступает в сумматор

9 со знаком "минус", куда поступает управляющее воздействие со знаком

"плюс" с регулятора 8. Результат уменьшает задание регулятора 3 расхода воздуха.

Регулятор 3 прикрывает исполнительный механизм 4, расход воздуха уменьшается, предотвращая резкое увеличение и выход за установленное значение парциального давления кислорода при изменении скорости враще- 25 ния мешалки.

Использование предлагаемого способа автоматического управления периодическим процессом выращивания 30

Способ автоматического управления периодическим процессом выращивания клеток животных в ферментаторах с мешалкой, предусматривающий измерение парцнального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода, изменение подачи азота в зависимости от парциального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода и регулирование подачи воздуха на аэрацию, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта sa счет повышения качества управления, измеряют расход воздуха на аэрацию и скорость враще ния мешалки, а регулирование подачи воздуха на аэрацию осуществляют в зависимости от измеренного значения

L его расхода с коррекцией в зависимости от измеренных эначейий скорости вращения мешалки и парциального дав«ления растворенного в культуральной жидкости кислорода.