Установка для измерения массы культуральной жидкости в процессе культивирования микроорганизмов Советский патент 1990 года по МПК C12M1/36 

Изобретение относится к технической микробиологии и может быть использовано в микробиологической, медицинской и пищевой Промьшшенности.

Целью изобретения является повышение точности измерения массы культуральной жидкости в ферментере в процессе культивирования микроорганизмов.

На фиг. 1 изображена блок-схема установки-, на фиг. .2 - циклограмма ее работы.

В защищенный теплоизоляцией ферментер 1 встроены нагреватель 2 и датчик 3 температуры. Дозаторы 4 жидких сред служат для подачи ко тонен- тов питательных сред в ферментер 1. Установка содерж11т последовательно соединенные силовой блок 5, регуля- тор 6 температуры ферментера, измеритель 7 выходной мощности и вычислитель 8, а также программатор 9, два выхода которого связаны соответственно с регулятором 6 температуры и вычислите

лем 8, причем выход силового блока 5 подключен к нагревателю 2, а датчик 3 температуры - к входу регулятора 6

8установку входит также термостат 1 с установленными в нем теплообменниками 11, на входы которых подключены выходы дозат-оров 4 жидких сред, а выходы теплообменников 11 соединены с

(ферментером 1, при этом третий выход программатора 9 соединен с управляю- щим входом термостата 10.

Установка работает следующим образом.

Температура в ферментере 1 измеряется датчиком 3 температуры и сигнал поступает в регулятор 6. Программатор

9задает температуру в ферментере 1 в соответствии с графиком на фиг. 2. Силовой блок 5 подает напряжение на нагреватель 2 в ферментере 1 в зависимости от рассогласования истинной температуры в ферментере и температу;РЫ, заданной программатором 9. До .момента TW1 начала измерения массы жидкости в ферментере 1 температура жидкости поддержибается равной Т1. На поддержание температуры Т1 затрачивается модность РТ1, которая измеряется измерителем 7 выходной мощности. В момент времени TWT начинается измерение массы жидкости в ферментере и температура начинает линейно возрастать до температуры Т2. Средняя мощность, затрачиваемая на нагрев от температуры т1 до Т2, равна PW. В момент TW2 температура достигает Т2 и поддерживается на этом уровне до момента TW3. Мощность, затрачиваемая н& поддержание данной температуры, равна РТ2, С момента TW3 температура ферментера с находящейся в нем жидкостью начинает снижаться и в момент TW4 температура вновь принимает .прежнее значение Т1.

Значение скорости и программного разогрева от температуры Т1 до температуры Т2 .поступает из программатора 9 в вычислитель 8. В последний посту- п ают также величины РТ1, PW и РТ2 с измерителя 7 выходной мощности. Вычис литель вычисляет массу культуральной жидкости в ферментере в соответствии с законом сохранения энергии

PW - РЕ - iETl±PT2). j

где М - масса культуральной жидкости в ферментере;

С - величина удельной теплоемкости жидкости, вводимая в вычис- - литель заранее;

V - скорость программного разогрева.

РЕ - мощность, затрачиваемая на нагрев пустого ферментера (эта величина вводится в вычислитель заранее to и определяется в режиме калибровки для известного значения массы жидкости в ферментере).

Дпя уменьшения влияния внешних температурных возмущений жидкие сре- 15 ды, поступающие в ферментер 1 от доза-торов 4, предварительно пропускаются через теплообменники 11, расположенные в термостате 10. Температура термостата 10 задается программа- 20 ороМ 9 и равна температуре в ферментере 1, при этом температура поступающих в ферментер жидких сред становится равной температуре культуральной среды.

25 Если термостатирование поступающих в ферментер жидких сред отсутствует, то ошибка вычисления массы жидкости достигает до tO% и возрастает . при увеличении разности температур 30 Tl и Т2. При термостатировании поступающих в ферментер жидких сред погрешность не превьш1ает 1,5-2%.

Таким образом, при применении предлагаемой установки повышается 3j точность измерения массы культуральной жидкости в ферментере в процессе культивирования.

Формула изобретения 0

Установка для измерения массы культуральной жидкости в процессе культивирования микроорганизмов, содержащая защищенный теплоизоляцией фермен5 тер с встроенными в него нагревателем и датчиком температуры, дозатор жидких сред, последовательно соединенные силовой блок, регулятор температуры ферментера, измеритель вы0 ходной мощности и вычислитель, а

также программатор, два выхода которого связаны соответственно с регулятором температуры и вычислителем, причем выход силового блока подклюJ к нагревателю, а датчик температуры - к выходу регулятора, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения точности излерения, она снабжена термостатом с установленны515973816

ми в нем теплообменниками, на входы ков соединены с ферментером, при этом которых подключены выходы дозаторов третий выход программатора соединен зкидких сред, а выходы теплообменни- с управляющим входом термостата.

Изобретение относится к технической микробиологии и направлено на повышение точности измерения массы культуральной жидкости в ферментере в процессе культивирования микроорганизмов. Температуру теплоизолированного ферментера повышают по линейному закону от исходной величины T₁ до величины T₂ и измеряют мощность PW, затрачиваемую на этот разогрев. Измеряют также мощности P₁ и P₂, затрагиваемые на поддержание ферментера при температурах T₁ и T₂ соответственно. Массу M культуральной жидкости в ферментере определяют в соответствии с законом сохранения энергии M=PW-PE-(PI₁+PI₂/2]CV, где V - скорость программного разогрева

C - удельная теплоемкость жидкости, а PE - мощность, затрачиваемая на нагрев пустого ферментера, которая определяется при предварительной калибровке. Для повышения точности измерения жидкие среды, поступающие в ферментер, пропускают через теплообменники, расположенные в термостате. Температура термостата поддерживается равной температуре ферментера в течение всего процесса измерения. 2 ил.

Теплоизоляция ,2

J-T)eJ4{ib E№F

™.-гт-1-и:

L.

s4t I «

10 i

./f

АЦП

II

L.rj

-1-и:

L.

77

Зх.гхцзт.

71

имдияля,р I I

TWi

.1