Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов Советский патент 1988 года по МПК C12Q3/00 

4:;ь

00

со

11437396

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и может быть использовано для автоматического управления процессами культивирования микроорганизмов.

Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса культивирования за счет более точного дозирования питательного субстата. jn .На чертеже изображена блок-схема системы для осуществления способа автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.

Система для осуществления способа управления на ферментере 1 содержит контур стабилизации температуры в ферментере, состоящий из датчика 2 температуры, .соединенного с регуля- тором 3 температуры, выход которого 20 соединен с исполнительным механиз- MOM 4 на линии подачи охлаждающей жидкости в рубашку ферментера, кон- тура стабилизации рИ, содержащего датчик 5 рН в ферментере, соединенно-25 го с регулятором 6 р|1, выход которого под1 слючен к исполнительному механизму 7 на линии подачи аммиачной воды, и контура регулирования подачи питательного субстрата, состоящего из зо датчиков 8-10 соответственно концен- трациий кислорода и углекислого газа в отходяящх из ферментера газах и флуоресценции биомассы в ферментере, блока 11 определения дыхательного коэффициента, регулятора.12, соеди- ненного с выходомблока 1 и датчика 10, выход регулятора 12 соединен с исполнительным механизмом 13 на линии питательного субстрата.дд

Способ осуществляется следующим образом.

Во время ферментации датчик 2 тем35

ци по гд ем те за со но ам фе ам ше

та ду

тр по ха

гд

бл ра це вх та ва с ре

ки ра ре во му су ст ло кр ре ля де 13 тел во усл ме

нальньй температуре в ферментере, Сигнал поступает на регулятор 3 температуры, где сравнивается с заданным значением, и в зависим,ости от результата сравнения вьщает управля- юпщй сигнал исполнительному механизму 4, которьй в свою очередь увеличивает расход зшдкости на охлаждение ферментера или уменьшает его в зависимости от того, меньше температура в ферментере по сравнеш-ш с заданной или больше.

Контур стабилизации рН работает следующим образом, ;

От датчика 5 рН сигнал, пропорциональный значению рН в ферментере, поступает на вход регулятора 6 рН, где сравнивается с заданным значением. Аналогично контуру стабилизации температуры регулятор 6 рН выдает, в зависимости от результата сравнения, соответствующий сигнал исполнительному механизму 7 на линии подачи аммиачной воды. При этом если рН в . ферментере меньше заданного, подача аммиачной воды уменьшается, если выше - увеличивается.

Контур регулирования подачи питательного субстрата работает следующим образом.

Сигналы от датчика 8 и 9 концентрации кислорода и углекислого газа поступают на блок 11 определения дыхательного коэффициента по выражению

RO - i 21-е,;

- концентрация углекислоты в отходящих газах, об,,}

GO - концентрация кислорода в отходящих газах, об.%;

21 - концентрация кислорода в

воздухе, поступающем в ферментере , об,%.

Сигнал, пропорциональный RQ, от блока 11 поступает на вход регулятоа 12, Сигнал от датчика 10 флуоресценции поступает на корректирующий вход того же регулятора 12 субстрата, тем самым осуществляют регулирование подачи питательного устройства с коррекцией в зав ;еимости от измеенной флуоресценции. При избытке

5

0

5

кислорода в отходящих газах концентрация углекислоты мала и RQ мало - регулятор.12 формирует управляющее воздействие исполнительному механиз- му 13 на линии подачи питательного субстрата - увеличить расход субстрата. Если же концентрация кислорода в ферментере снижается до критической, сигнал датчика 10 флуоресценции резко увеличивается и регулятор 12 формирует угГравляющее воздействие исполнительному механизму 13, который уменьшает расход питательного субстрата, что приводит к восстановлению нормальных, аэробных условий ведения ферментации в ферментере 1 ,

Предлагаемый способ .автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов испытан в лабораторных условиях на ферментационной установке ФУ-6 для полупериодического процесса культивировани микроорганизмов Escherichia coli. Состав питательной среды соответствовал регламенту, питательным субстратам для подпитки являлся 1%-ный раствор глюкозы.

В результате реализации предлагае- iMoro способа повышается точность ,ц дозирования питательного субстрата по сравнению с пропитом, продолжительность ферментации уменьшается на 9,7% при одинаковом выходе сухо,го вещества в конце ферментации. 2о

U37396

0

ц о

Форм1 ла изобретения

Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий измерение дыхательного коэффициента RQ в процессе культивирования микроорганизмов, регулирование подачи питательного субстрата в зависимости от дыхательного коэффициента и стабилизацию температуры и рН в ферментере, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса культивирования за счет более точного дозирования питательного субстрата, измеряют флуоресценцию биомассы в ферментере, а регулирование подачи питательного субстрата осуществляют с коррекцией в зависимости от флуоресценции.

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и может быть использовано для автоматического управления процессами культивирования микроорганизмов. Цель изобретения - повьш ение точности дозирования питательного субстрата. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют дыхательный коэффициент и флуоресценцию биомассьи в ферменте, стабилизируют рН и температуру в ферментере и осуществляют изменение подачи питательного субстрата в зависимости от текущего значения дыхательного коэффициента ;И флуоресценции. 1 ил.

CyScmpam

Амчачная