Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов Советский патент 1984 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к способам автоматического управления процессами выращивания микроорганизмов, например,кормовых дрожжей, и .может быть использовано в микробиологичес кой, химико-фармацевтической и химической промышленности. Известна система автоматического управления процессом непрерывного выра1дивания микроорганизмов, обеспе Всиощая регулирование концентрации п тательных веществ в аппарате путем изменения расхода воды на разбавление с коррекцией по концентрации по ступающих в аппарат питательных веществ и по расходу этих веществ l Недостатком данного способа является то, что концентрация питател ных веществ в аппарате поддерживает ся равной заданной величине лишь в том случае, когда удельное потреб ление питательных веществ в аппарат ( т.е.потребление в единице обьема в единицу времени) .является постоян ной величиной, однако в реальных ус . ловиях эта величина изменяется,иног да в два раза. Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, заключающийся в измерении концентрации питательного вещества в его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации мине- . рального сырья (питательного вещества) , в частности ,- подачей раствора этого вещества в аппарат с коррекцией подачи в зависимости от концентрации биомассы в аппарате и отвода дрожжевой суспензии из аппарата 2 . Однако известный способ не учитывает взаимосвязь между концентрацией вещества в аппарате и удельным его потреблением, что снижает качество регулирования концентрации компонентов питания в аппарате. Целью изобретения является снижение удельных норм расхода пита- , тельных веществ за счет улучшения качества регулирования концентрации питательных веществ в аппарате. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, заключающемуся в измерении концентрации питательного вещества в его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации питательного вещества в аппарате подачей раствора этого вещества и отвода дрожжевой суспензии из аппарата, определяют величину удельного потребления питательного вещества в аппарате, а подачу раствора питательного вещества корректируют в зависимости от величины удельного потребления питательного вещества в аппарате. На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов. В ферментатор 1 раздельными потоками по трубопроводам 2 и 3 подаются соответственно вода и питательные вещества. Дрожжевая суспензия непрерывно откачивается из аппарата по трубопроводу . Контур регулирования уровня в аппарате включает в себя датчик 5 уровня, регулятор 6 уровня и дополнительный механизм 7, установленный на трубопроводе 2 подачи воды. Контур регулирования расхода дрожжевой суспензии включает в себя датчик 8 расхода дрожжевой суспензии, регулятор 9 и исполнительный механизм 10. Контур регулирования расхода раствора питательного вещества включает в себя датчик 11 расхода раствора питательного вещества, регулятор 12 расхода раствора питательного вещества и исполнительный механизм 13. Датчик 14 концентрации питательного вещества в ферментаторе связан с блоком 15 определения удельного потребления питательного вещества, второй - пятый входы которого связаны с выходами соответственно датчика 11 расхода раствора питательного вещества, датчика 16 концентрации питательного вещества в его растворе, датчика 5 уровня и датчика 8 расхода дрожжевой суспензии. Выход блока 15 связан с входом блока 17 коррекции задания расхода раствора питательного вещества, выход которого связан с входом регулятора 12 расхода раство ра питательного вещества. Второй вход блока 17 коррекции задания связан с выходом датчика 14 концентрации питательного вещества в аппарате, а третий его вход связан с выходом блока 18 задания концентрации питательного вещества в ферментаторе . Устройство, реализующее данный способ управления, работает следующим образом. Контур регулирования, .включающий датчик 5, регулятор 6 и исполнительный Механизм 7, обеспечивает регулирование уровня культурлой жидкости в ферментаторе подачей воды. Контур регулирования, включающий датчик 8, регулятор 9 и исполнительный механизм 10, обеспечивает регулирование расхода дрожжевой суспензии, откачиваемой из аппарата. Контур регулирования, включающий датчик И, регулятор 12 и испо нительный механизм 13, обеспечивае регулирование расхода раствора питательного вещества, подаваемого в аппарат. Блок 15 определения удельного потребления питательного вещества обеспечивает вычисление величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе. Датчик 16 обеспечивает измерение концентрации питательного веще ства в его растворе, подаваемом в аппарат. Блок 17 коррекции обеспечивает регулирование концентрации питател ного вещества в ферментаторе путем направленного изменения заданий ре лятору 12 расхода раствора питател ного вещества. Блок 18 задания обеспечивает формирование задания по концентрац питательного вещества в ферментато для выдачи уставки блоку 17 коррекции. Изменение, например увеличение., концентрации питательного вещества в ферментаторе приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 14, поступающего в блок 17 коррекции з дания расхода, уменьшая при этом значение сигнала на выходе блока 1 уменьшая тем самым значение задания регулятору 12, и по сигналу с регулятора 12, поступающему на исполнительный механизм 13, расход раствора питательного вещества уме шается до тех пор, пока концентрация питательного вещества не станет равной заданному значению, устанавливаемому блоком 18 задания. При уменьшении концентрации питательного вещества в ферментаторе устройство работает аналогично, но в обратном порядке. Изменение, например величины удельного потребления питательного вещества, рассчитываемой на основании сигналов, поступающих с выходов датчиков 5,8,11,14 и 16, приводит к увеличению сигнала на выходе блока 15, увеличивая тем самым значение сигнала коррекции, поступающего в блок 17, увеличивая при этом значение сигнала на выходе этого блока, увеличивая тем самым значение задания регулятору 12, и по сигналу с регулятора 12, поступающему на исгЪлнительный механизм 13, расход раствора питательного вещества увеличивает до тех пор, пока расход раствора питательного вещества не станет соответствовать новому значению величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе, что, в конечном счете, обеспечивает сохранение значения концентрации питательного вещества в ферментаторе, равного заданному. При уменьшении величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе устройство работает аналогично, но в обратном порядке. В результате реализации данного способа автоматического управления улучшается качество регулирования концентрации питательного вещества в ферментаторе, что приводит к снижению удельных норм расхода питательных веществ до 5 - 10 %.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, заключающийся в измерении концентрации питательного веиества в его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации питательного вещества в аппарате подачей раствора этого вещества и отвода дрожжевой суспензии из аппарата, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных норм расхода питательных веществ за счет улучшения качества регулирования концентрации питательного вещества в аппарате, определяют величину удельного потребления питательного вещества в аппарате, а подачу раствора питательного вещества корректируют в зависимости от величины удельного потребления питательного вещества в аппара(Л те .