Устройство для измерения скорости образования биомассы Советский патент 1987 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к устройствам для контроля скорости процессов микробиологического синтеза-, и может быть использовано в пищевой и медицинской промьшленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости образования биомассы,

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерения скорости . образования биомассы.

Устройство для измерения скорости образования биомассы содержит датчик- измеритель 1 величины рН, блок 2 вычитания s формирующий сигнал, пропорциональный величине снижения рН (4рН) от заданного для исследуемого, процес

са значения рН (рН ) до текущего значения рН (/)рН . рН) , двухпозиционный регулятор 3 с зоной нечувствительности, удерживающий величину рН культуральной среды в заданном диапазоне, ключ 4, по сигналу

.управления пропускающий сигнал от

блока 2 вычитания в блок 5 слежения, который отслеживает изменения сигнала, пропускаемого через замкнутый ключ 4 на его вход, хранит величину этого сигнала, поступившую к момен.ту размыкания ключа 4„ и одновременно передает его в блок 6 запоминания и регистрации, который фиксирует величину сигнала, соответствующего скорости образования биомассы в каждом цикле измерения, реле 7 времени, служащее для задания временного интервала, элемент 8 блокировки, который формирует сигнал, управляющий работой блока 6 запоминания и регистрации, и блок 9 исполнительных меха низмов, который обеспечивает подачу титрующего агента в культуральную .

Устройство для измерения скорости образования биомассы работает следующим образом.

По сигналу датчика-измерителя 1 величины .рН блок 2 вычитания осуществляет вычисление разности (дрН). Двухпозиционный регулятор 3 поддерживает величину рН культуральной среды в заданном диапазоне путем включения посредством элемента 8 блокировки блока 9 исполнительных механизмов, который обеспечивает подачу титрующего агента в культуральную среду при снижении величины рН до

g

5

0

5

0

5

0

5

нижнего заданного уровня () и выключения блока 9 исполнительных механизмов при повышении величины рН до верхнего заданного уровня (рН . Границы зоны нечувствительности двух- позиционного регулятора 3 выбираются: верхняя граница срабатывания, при достижении которой включается блок 9 исполнительных механизмов,- ЛрН , нижняя граница срабатывания, при достижении которой выключается блок 9 исполнительных механизмов, - .лрНц/рНзад-pH,j,c.

В моменты достижения величины сигнала с выхода блока 2 вычитания значений, соответствующих границам зоны нечувствительности /ipHg и ЛрНн, двухпозиционный регулятор 3 формирует сигналы управления на реле 7 времени и элемент 8 блокировки,

В процессе регулирования рН культуральной среды имеют место переходы величины рН за связанные с инерционностью объекта регулирования.

При повьш ении величины рН и переходе за рНд,(,,|(; двухпозиционный регулятор 3 выключает элемент 8 блокировки, который в свою очередь выключает блок 9 исполнительных механизмов и блок 6 запоминания и регистрации. При этом прекращается подача блоком 9 исполнительных механизмов в культуральную среду титрующего агента, и величина рН начинает снижаться. При снижении величины рН и пер еходе уровня pH, двухпозиционный регулятор 3 включает в работу реле 7 времени, которое в течение заданного временного интервала вьщает управляющий сигнал на замыкание ключа 4, При этом аналоговый сигнал с выхода блока 2 вычитания проходит через замкнутый ключ 4 на вход блока 5 слежения. По истечении временного интервала реле 7 времени размыкает ключ 4 и величина сигнала с выхода блока 2 вычитания, соответствующая моменту размыкания ключа 4, сохраняется Б блоке 5 слежения до следующего цикла измерения, а сигнал , пропорциональный этой величине, поступает на вход блока б.запоминания и регистрации,

В момент окончания работы реле 7 времени, включается элемент ,8 блокировки, который формирует сигнал на включение блока 6 запоминания и

313

регистрации и блока 9 исполнительных механизмов, При этом блок 6 запоминания и регистрации фиксирует сигнал поступивший к данному моменту времен с выхода блока 5 слежения, а блок. 9 исполнительных механизмов начинает подачу в культуральную среду титрующего агента, что приводит к повьппе- нию рН культурапьной среды до значе- ния ,, Цикл работы устройства для измерения скорости образования биомассы повторяется.

Сигнал, зарегистрированный на выходе устройства блоком 6 запоминания и регистрации, характеризует величину снижения рН культуральной среды за заданное постоянное время, т.е. скорость снижения рН, а следователь- нб, скорость образования биомассы.

Временной интервал, задаваемый реле 7 времени, выбирается с учетом имеющейся информации о контролируемом процессе биосинтеза так, что за этот интервал величина рН не достига ет значения рН,. , и блок 9 исполни-

тип

тельных механизмов включается через элемент 8 блокировки по окончании работы реле 7 времени. Однако, при аварийной ситуации, когда величина рН успевает достичь значения рН до окончания времени работы реле 7 времени, по сигналу двухпозиционно- го регулятора 3 реле 7 времени выключается. При этом включается элемент 8 блокировки и блок 9 исполнительных механизмов начинает подачу в среду титрующего агента, а блок 6 запоминания и регистрации регистрнру

Составитель А, Чалый Редактор И, Горная Техред В.Кадар Корректор М. Шароши

Заказ 4018/22 Тираж 499Подписное

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

5

5

0

0

5

ет максимально возможную величину выходного сигнала,

Таким образом устройство для измерения скорости образования биомассы обеспечивает автоматический контроль скорости образования биомассы в ходе процесса выращивания микроорганизмов с высокой точнотью.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости образования биомассы, содержащее датчик-измеритель величины рН, двух- позиционный регулятор с зоной нечувствительности, блок исполнительных механизмов, ключ и блок запоминания и регистрации, о тличающе- е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком вычитания, блоком слежения и последовательно соединенными реле времени и элементом блокировки, выход последнего подключен к блоку исполнительных механизмов и блоку запоминания и регистрации, второй вход которого соединен с выходом блока слежения, при этом датчик-измеритель величины рН подключен к входу блока вычитания, выход которого одновременно соединен с входами ключа и двухпозиционного регулятора, выход последнего связан с первым входом элемента блокировки и входом реле времени, выход последнего соединен с вторым входом элемента блокировки и управляющим входом ключа, а выход ключа подключен к входу блока слежения,

Изобретение относится к средствам контроля интенсивности процессов биосинтеза, в частности скорости образования биомассы при культивировании микроорганизмов, и позволяет повысить точность. Сигнал от датчика-измерителя 1 величиШ) рН поступает в блок 2 вычитания, где вычисляется величина снижения рН, и сигнал, пропорциональный этой величине, через ключ 4 поступает в блок слежения 5, формирующий сигнал, пропорциональный скорости снижения рН, который фиксируется в блоке 6 запоминания и регистрации в момен т включения последнего. Сигнал с выхода блока 2 вычитания поступает также на вход двухпозиционного регулятора 3, который выдает сигнал на запуск реле 7 времени, управляющего работой ключа 4, что обеспечивает постоянство времени измерения величины снижения рН. При этом двухпозиционный регулятор 3 управляет работой элемента блокировки 8, который включает блок 6 запоминания и регистрации в конце цикла измерения и блок 9 исполнительных механизмов, начинающий новый цикл. 1 ил. с О) 00 Out ел сд