Система автоматического управления полупериодическим процессом культивирования микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для управления расходом подпитывающего субстрата в полупериодических процессах культивирования микроорганизмов. Изобретение направлено на повышение продуктивности ферментера по биомассе. Система дополнительно снабжена датчиком 13 расхода подпитывающего субстрата и регулятором 14 расхода, соединенным с исполнительным механизмом 15, установленным на линии подачи подпитывающего субстрата, датчиком 18 концентрации микроорганизмов в ферментационной среде, блоками умножения 19 и деления 20 сигналов, при этом датчик 17 объема и датчик 18 концентрации микроорганизмов соединены с входами блока 19 умножения, а выход блока 19 умножения и датчик 16 расхода воздуха связаны с входами блока 20 деления сигналов, выход последнего посредством экстремального регулятора 21 связан с входом регулятора 14 расхода. 1 ил.

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9) (И) (5!) 4 С 12 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.1НТ СССР

К А ВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4175090/28-13 (22) 17.10.86 (46) 15.07.89. Бюл. У 26 (71) Научно-производственное объединение "Фермент" (72) К.JI.Вилутис, С.Л.Григишкис, А.А.Янулайтис, Э.В.Вашкис и Д.Я.Левишаускас (53) 663.1 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1446565, кл. С 21 g 3/00, 1987.

2 (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУ11ЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ

КУ11ЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для управления расходом подпитывающего субстрата в полупериодических процессах культивирования микроорганизмов. Изобретение нанр авлено на повыше ние продук тивности ферментера по биомассе. Система б

1493674

10 дополнительно снабжена датчиком 13 расхода подпитывающего субстрата и регулятором 14 расхода, соедигенным с исполнительным механизмом 15, установленным на линии подачи подпитывающего субстрата, датчиком 18 концентрации микроорганизмов в ферментационной среде, блоками умножения

19 и деления 20 сигналов, при этом

Изобретение относится к микробно- 1э логической промьппленности и может быть использовано для управления расходом подпитывающего субстрата в полупериодических процессах культивирования микроорганизмов, 20

Цель изобретения — повьппение продуктивности ферментера по биомассе в полупериодическом процессе культивирования микроорганизмов °

На чертеже изображена блок-схема системы управления.

Система включает контур управления растворенного кислорода в ферментационной среде с датчиком 1 концентрации растворенного кислорода, соединенный с исполнительным механизмом

2 на линии подачи аэрирующего воздуха через регулятор 3 концентрации, контур управления оборотами мешалки с датчиком 4 оборотов мешалки пос- 35 редством регулятора 5 оборотов мешал1 ки, подключенным к электроприводу 6 мешалки, контур стабилизации на заданном уровне величины рН, включающий датчик 7 рН культу- 4р ральной среды, связанный через регулятор 8 рН с исполнительным механизмом 9, установленным »а линии подачи буферного агента, контур стабилизации температуры культуральной 45 среды в ферментере, включающий датчик 10 температуры культуральной среды, связанный через регулятор 11 с исполнительным механизмом 12, установленным на линии подачи охлаждающей воды, контур управления подачей питательного субстрата с датчиком 13 расхода питательного субстрата, регулятором 14 расхода, соединенным с исполнительным механизмом 15, установленным на линии подачи подпитывающего субстрата, датчиком 16 расхода аэрирующего воздуха, датчиком 17 объема ферментационной среды в фердатчик 17 объема и датчик 18 концентрации микроорганизмов соединены с входами блока 19 умножения, а выход блока 19 умножения и датчик 16 расхода воздуха связаны с входами блока 20 деления сигнала, выход последнего посредством экстремального регулятора 21 связан с входом регулятора 14 расхода. 1 ил. ментере, датчиком 18 концентрации микроорганизмов в ферментационной среде и блоком 19 умножения сигналов, блоком 20 деления и экстремальным регулятором 21 (оптимизатор), при этом датчик 17 объема и датчик

18 концентрации микроорганизмов соединены с входом блока 19 умножения, а выход блока 19 умножения и датчик

16 расхода воздуха связаны с входом блока 20 деления сигналов, выход последнего посредством оптимизатора

21 связан с входом регулятора расхода 14.

Система автоматического управления работает следующим образом.

В ферментере осуществляется процесс полупериодического культивирования мИкроорганизмов Pseudomonas

putida. Сигнал с датчика 1 концентрации растворенного кислорода поступает на вход регулятора 3 концентрации, последний сравнивает сигнал датчика 1 с заданным и воздействует на исполнительный механизм 2, установленный на линии подачи аэрирующего воздуха, в случае отклонения концентрации растворенного кислорода от заданного значения. Сигнал с датчика 4 оборотов мешалки поступает на вход регулятора 5 оборотов мешалки. Регулятор 5 сравнивает сигнал датчика 4 с заданным и в случае отклонения оборотов мешалки от заданных воздействует на электропривод

6 мешалки. Сигнал с датчика 7 рН культуральной среды поступает на регулятор 8 рН, где сравнивается с заданным, В случае несовпадения сигналов регулятором 8 вырабатывается сигнал управления, поступающий на исполнительный механизм 9, установленный на линии подачи буферного агента. Сигнал от датчика 10 температуры поступает на вход регулятора 11

1493674 6

Формула изобретения

Система автоматического управления полупериодическим процессом кульСоставитель С.Петровых

Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Редактор Г!.Товтин

Заказ 4067/28 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 температуры. Регулятор 11 сравнивает сигнал датчика 10 с заданным и воздействует на исполнительный механизм

12, установленный на линии подачи охлаждающего агента. Сигналы с датчика 18 концентрации биомассы (опти ческой плотности) и датчика 17 объема ферментационной среды поступают на вход блока 19 умножения сигналов, на выходе которого вырабатывается сигнал, соответствующий общему количеству биомассы микроорганизмов в ферментере. Сигнал датчика 16 расхода аэрирующего воздуха и выходной сигнал блока 19 умножения сигналов поступает на входы блока 20 деления сигналов, на выходе которого вырабатывается сигнал, соответствующий соот,ношению расход аэрирующего воздухЧ/ общее количество биомассы в ферментере, т ° е. расходу воздуха, перерасчитанному на единицу биомассы. Выходной сигнал блока 20 деления поступает через оптимизатор 21 на задающий вход регулятора 14 расхода подпитывающего субстрата. На другой вход регулятора 14 расхода поступает сигнал от датчика 13 расхода подпитывающего субстрата. В регуляторе

14 эти сигналы сравниваются и в случае рассогласования на выходе вырабатывается управляющий сигнал для исполнительного механизма 15, соответствующим образом изменяющего расход подпитывающего субстрата и поддерживающего, таким образом, оптимальную концентрацию субстрата в ферментере, Данная система автоматического управления полупериодическим процессом культивирования микроорганизмов

Pseudomonas putida обеспечивает повышение продуктивности по биомассе до 20,0/.

50 тивирования микрооргани."мов Pseudomonas putida, содержащая контур управления концентрацией растворенного кислорода в ферментационной среде с датчиком концентрации растворенного кислорода, соединенным с исполнительным механизмом на линии подачи аэрирующего воздуха через регулятор концентрации, контур управления оборотами мешалки с датчиком оборотов, подключенным к электроприводу через регулятор оборотов мешалки, контур стабилизации на заданном уровне величины рН, включающий датчик рН культуральной среды, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи буферного агента, контур стабилизации температуры культуральной среды в ферментере, включающий датчик температуры культуральной среды, связанный через регулятор температуры с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи охлаждающей воды, контур управления подачей питательного субстрата, включающий датчик расхода аэрирующего воздуха, датчик объема ферментационной среды в ферментере, экстремальный регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи субстрата, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения продуктивности фермептера по биомассе, она снабжена датчиком расхода подпитывающего субстрата, регулятором расхода, датчиком концентрации микроорганизмов в ферментационной среде, блоками умножения и деления сигналов, при этом датчик объема и датчик концентрации микроорганизмов соединены с входами блока умножения, выход которого и датчик расхода воздуха связаны с входами блока деления сигналов, а выход последнего посредством экстремального регулятора подключен к входу регулятора расхода, соединенного с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи субстрата.