Устройство для определения скорости выделения тепла микроорганизмами Советский патент 1990 года по МПК C12M1/36 

ИзобреГРНИ ; относится к биотехнологии и м ЖРТ 6biTb использовано для г гг , процесса культивй рова- ния ми. роорганизмов,

Целью изобретения является повышение Тичнсстм измерения скорости выделения тет э иикроорганизмами.

На чггтене , бра-чена блок-схема устройства,

Устройство содержа проточную из- меритепиную камеру . снабженную дифференциальным измерителем температуры, один чувствительный элемент которого расположен на входе, а другой - на выходе камеры, усилитель 2, вход которого соединен с выводом дифференциального измерителя темпе-ратуры, и индикатор 3, подключенный к выходу усилителя 2. Устройство также содержит последовательно соединенные блок k компараторов, блок 5 управления, счетчик 6, цифроаналогпвый преобразователь 7, регулятор 8 числа оборотов, электродвигатель 9 и перистальтический насос 10, причем вход блока 4 компараторов подключен к выходу усилителя 2. В состав устройства также входят тактовый генератор 11, блок 12 растворенного кислорода и вычислительный блок 13, которые соединены с блоком 5 управления. Два других входа вычислительного блока соединены с регулятором 8 числа оборотов и уси лителем 2 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В процессе культивирования микроор ганизмов в ферментере культуральная жидкость прокачивается с помощью перистальтического насоса 10 через измерительную кювету и возвращается обратно в ферментер. Дифференциальный измеритель температуры измеряет разность температур на входе и выходе измерительной камеры 1. Эта разность температур, пропорциональная скорости выделения тепла микроорганизмами, усиливается усилителем 2 и поступает на индикатор 3. В начальный момент работы устройства блок 5 управления задает минимальные обороты перистальтического насос и проток культургпы-юй жидкости через ц-м..о- тельную камеру 1 минимален. Иг. 1.э- бом росте микроорганизмов питрепл :г - кислорода незначительное и лимитгц -ч кислорода вкультуральной жидкости на выходе из измерительной кэмеоы i отсутствует. В этом случае блок 12 растворенного кислорода не воздействует на блок 5 управления.

При интенсификации роста микроорганизмов скорость выделения тепла микроорганизмами растет. При достижении сигнала на выходе усилителя 2 заданного уровня (показания индикатора 3-100%) блок k компараторов выдает сигнал на блок 5 управления, который переключает подачу тактовых импульсов тактового генератора 11 на прямой счет реверсивным счетчиком 6, который через цифроаналоговый преобразователь 7 управляет работой регулятора 8 числа оборотов электродвигателя 9 перистальтического насоса 10. Скорость прокачки культуральной жидкости через измерительную камеру 1 начинает увеличиваться, а сигнал на выходе усилителя 2 падать. При достижении заданной величины сигнала (по

5

0

5

0

5

0

5

0

5

казания индикатора 3-50%) иэ блока компараторов поступает сигнал на блок 5 управления, который запрещает поступление тактовых импульсов генератора 11 на счетчик 6, обороты электродвигателя 9 перистальтического насоса 10 стабилизируются.

При снижении скорости выдепения тепла микроорганизмами, если сигнал на выходе усилителя 2 падает до заданного уровня (показания индикатора 3-10%), из блока компараторов поступает сигнал на блок 5 управления, который переключает подачу импульсов тактового генератора 11 на обратный счет реверсивным счетчиком 6. Счетчик 6 через цифроаналогоеый преобразователь 7 управляет работой регулятора 8 так, что количе тзо прокучиваемой через измерительную камеру культура-.- ной жидкости начинает увеличиваться, а сигнал на в х.о,.г усилителя 2 - возрастать. При достижении заданной величины сигнала (показания индикатора 3-50%) скорость прокачивания стабилизируется

Если скорость прокачивания уменьшается в такси степени, что начинается лимитирование роста культуры кислородом (минимальный уровень растворенного кис порода, при котором отсутствует лимитация, равен 15%), то с блока 12 растворенного кислорода поступает сигнал на блок 5 управления, который переключает счетчик 6 на прямой счет. Обороты электродвигателя растут на 5 об/мин и скорость прокачки возрастает. Если это недостаточно и лимитирование роста культуры кислородом не устранено, то операция повторяется и скорость вращении двигателя возрастает еще на 5 об/мин. Таким образом, скорость прокачки увеличивается до тех пор, пока не ликвидируется лимитирование роста к льтуры микроорганизмов кислородом. Если увеличение скорости прокачки приводит к уменьшению сигнала на выходе усилителя до 10% (по индикатору), то вычислительный блок 13 выдает звуковой| сигнал, свидетельствующий о том, что измеряемый уровень скорости выделения тепла микроорганизмами находится за пределами рабочего диапазона устройства .

Данное устройство определения скорости выделения тепла микроорганизмами позволяет повысить точность

определения и расширить диапазон измерений .

,Формула изобретения Устройство для определения скорости выделения тепла микроорганизмами, содержащее проточную измерительную камеру, снабженную дифференциальным измерителем температуры, один чувстви тельный элемент которого расположен на входе, а другой - на выходе камеры, усилитель, вход которого соединен с выходом дифференциального измерителя температуры, и индикатор, подклю- ченный к выходу усилителя, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности измерений, оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок компараторов, блок управления, счетчик, цифроана- логовый преобразователь, регулятор числа оборотов, электродвигатель и перистальтический насос, причем вход блока компараторов подключен к выходу усилителя, а также соединенные с блоком управления тактовый генератор, блок растворенного кислорода, расположенный на выходе измерительной камеры, и вычислительный блок, два других входа которого соединены с регулятором числа оборотов и усилителем соответственно.

Изобретение относится к биотехнологии и направлено на повышение точности измерения скорости выделения тепла микроорганизмами в процессе их культивирования в ферментере. Культуральная жидкость прокачивается с помощью перистальтического насоса через измерительную камеру, снабженную дифференциальным измерителем температуры, измеряющим разность температур на входе и выходе камеры. Сигнал измерителя, пропорциональный скорости выделения тепла микроорганизмами, усиливается и регистрируется индикатором. При достижении сигналом величины, равной верхнему пределу измерителя, электронная схема увеличивает скорость прокачки до тех пор, пока величина сигнала не будет равна 50% от максимальной. При достижении сигналом значения 10% от максимальной электронная схема увеличивает скорость прокачки до тех пор, пока величина сигнала не будет равна 50% от максимальной. Если на выходе камеры наступает лимитирование роста культуры кислородом, то электронная схема ступенями увеличивает скорость прокачки до тех пор, пока не прекратится лимитирование роста. Если при этом величина сигнала уменьшится до 10% от максимальной, то устройство выдает звуковой сигнал, свидетельствующий о том, что измеряемый сигнал находится за пределами рабочего диапазона устройства. 1 ил.