Система автоматического управления полупериодическим процессом культивирования микроорганизмов Советский патент 1989 года по МПК C12Q3/00 

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 фермен- тацио)1ной 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 сигнала, выход последнего посредством экстремального регулятора 21 связан с входом регулятора 14 расхода. 1 ил.

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.

Изобретение относится к микробио- логической промьшшенности и может быть использовано для управления расходом подпитывающего субстрата в полупериодических процессах культивирования микроорганизмов.

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, сое- диненный с исполнительным механизмом 2 на линии подачи аэрирующего воздуха через регулятор 3 концентрации, контур управления оборотами мешалки с датчиком 4 оборотов мешалки пос- редством регулятора 5 оборотов мешалки,

подключенным к электроприводу 6 мешалки, контур стабилизации на заданном уровне величины рН, включающий датчик 7 рН культу- ральной среды, связанный через регулятор 8 рН с исполнительным механизмом 9, установленным на линии подачи буферного агента, контур стабилизации температуры культуральной среды в ферментере, включающий датчик 10 температуры культуральной среды, связанный через регулятор 11 с исполнительным механизмом 12, установленным на линии подачи охлажда- ющей воды, контур управления подачей питательного субстрата с датчиком 13 расхода питательного субстрата, регулятором 14 расхода, соединенным с исполнительным механизмом 15, уста- новленным на линии подачи подпитывающего субстрата, датчиком 16 расхода аэрирующего воздуха, датчиком 17 объема ферментационной среды в ферментере, 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 м11кроорганизмов Pseudomonas putida. Сигнал с датчика 1 концентрации растворенного кислорода поступает на вход регулятора 3 концентрации, последний сравнивает сигнал датчика 1 с заданным и воздействует ка 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 мешал- .ки. 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 заданньм. В случае несовпадения сигналов регулятором 8 вырабатывается сигнал управления, поступающий на исполнительный механизм 9, установленный на линии подачи буферного агента. Сигнал от датчика 10 темпертуры поступает на вход регулятора 1

температуры. Регулятор t1 сравнивает сигнал датчика 10 с заданным и воздействует на исполнительный механизм 12, установленный на линии подучи охлаждающего агента. Сигналы с датчика 18 концентрации биомассы (оптической 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;1ошению расход аэрирующего воздуха 20 температуры культуральной среды в общее количество биомассы в фермен- ферментере, включающий датчик темпе- таре, т.е. расходу воздуха, перерас- читанному 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 30 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 по- вьш1ение продуктивности по биомассе до 20,0%.

Формула изобретения

Система автоматического управления полупериодическим процессом куль50

Составитель С.Петровых

ратуры культуральной среды, связанный через регулятор температуры с исполнительным механизмом, установленным

25 на линии подачи охлаждающей воды,

контур управления подачей питатель ного субстрата, включающий датчик расхода аэрирующего воздуха, датчик объема ферментационной среды в ферментере, экстремальный регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи субстрата, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения продуктивности фер ментера по биомассе, она снабжена датчиком расхода подпитывающего субстрата, регулятором расхода, датчиком концентрации микроорганизмов в ферментационной среде, блоками ум40 ножения и деления сигналов, при этом датчик объема и датчик концентрации микроорганизмов соединены с входами блока умножения, выход которого и датчик расхода воздуха связаны с вхо4g дами блока деления сигналов, а выход последнего посредством экстремального регулятора подключен к входу регулятора расхода, соединенного с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи субстрата.

Редактор М.Товтин

Техред А.Кравчук

Заказ 4067/28Тираж 500Подписное

ВЫШЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

тивирования микрооргани -1ов Pseudo- monas putida, содержащая коИтур 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 куль- туральной среды, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи буферного агента, контур стабилиза1;ии

температуры культуральной среды в ферментере, включающий датчик темпе-

ратуры культуральной среды, связанный через регулятор температуры с исполнительным механизмом, установленным

на линии подачи охлаждающей воды,

контур управления подачей питатель ного субстрата, включающий датчик расхода аэрирующего воздуха, датчик объема ферментационной среды в ферментере, экстремальный регулятор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи субстрата, отличающаяся тем, что, с целью повьщ1ения продуктивности ферментера 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.

Корректор М.Демчик