Система автоматического контроля качественных показателей процесса выращивания микроорганизмов Советский патент 1992 года по МПК C12M1/36 

Изобретение относится к микробиологии, в частности к системам автоматического контроля качественных показателей выращивания микроорганизмов, например показателей интенсивности дыхания и накопления биомассы микроорганизмов в процессе периодической ферментации.

Целью изобретения является ускорение измерений, выполняемых для группы ферментеров.

На чертеже приведена схема системы автоматического контроля качественных показателей процесса выращивания микроорганизмов.

Система содержит устройства отбора t на общем трубопроводе 2 подачи воздуха и на трубопроводах отходящих из ферментеров 3 газов, устройства 4 отбора пробы сое- динены с входами блока 5 входных клапанов, к одному выходу которого подключены последовательно соединенные устройство 6 подготовки пробы, включающее побудитель расхода 7 и осушитель 8 газа, и датчик-анализатор 9 газа на кислород и двуокись углерода, а ко второму выходу - устройство 10 продувки линий отбора пробы. Датчики расхода воздуха 11 подключены к входам коммутатора 12 и устройства 13 определения состояния ферментеров. Система содержит также вычислительное устройство 14, запоминающее устройство 15, регистрирующее устройство 16 и групповое управляющее устройство 17.

Предлагаемая система работает следующим образом.

В начале цикла по команде КО управляющего устройства 17 осуществляется отбор пробы воздуха из общего трубопровода 2, которая из отборного устройства 1 по. устройству 4 через первый выход блока 5 клапанов (как показано на чертеже) побудителем 7 продувается через осушитель 8 и дат- чик-анализатор 9. Одновременно устройство 13 определения состояния фер- ментеров по сигналам датчиков 11 о ущест- вляет контроль расходов воздуха и при превышении заданного порога расхода выдает соответствующий дискретный сигнал в управляющее устройство 17, которое вырабатывает сигнал, например К1, подключе- ния на продувку устройства 3 отбора пробы из первого ферментера 3, подключаемого к устройству 10 через второй выход блока 5 клапанов. Остальные отборные устройства 1 и устройства 4 в это время отключены блоком 5 клапанов. По истечении заданного времени, достаточного для завершения переходного процесса и установления показаний датчика-анализатора, по командам К 5 и К 6 управляющего устройства 17 осущест- вляется запись показаний датчика-анализатора в запоминающее устройство 15. После этого по команде К 1 к датчику-анализатору 9 подключается второй ферментер 3, а на продувку подключается следующий рабо- чий ферментер. Через заданное время по команде К 1 к входу вычислительного устройства 14 через коммутатор 12 подключается соответствующий датчик расхода, а по команде К 7 из запоминающего устройства 15 вызываются значения концентраций кислорода и двуокиси углерода в воздухе и накопления биомассы, которые по команде К 5 вместе с показаниями датчика-анализатора 9 используются для расчета скорости по- требления кислорода, дыхательного коэффициента и накопления биомассы.

Результаты вычислений записываются по команде К 6 в запоминающее устройство 15. Периодически по команде К 7 управляю- щегр устройства 17 расчетные данные выводятся из запоминающего устройства 15 на регистрирующее устройство 16.

Предлагаемая система может быть pea- лизована с использованием серийно выпускаемых клапанов с исполнительными механизмами, газоанализаторов со вспомогательными устройствами к ним и датчиков расхода воздуха.

Использование предлагаемой системы позволяет повысить оперативность и достоверность информации о ходе процесса, что, в свою очередь, позволит улучшить качество управления подачей питательного субстрата и аэрацией в процессе ферментации. В результате будет достигнуто улучшение использования сырья, т.е. повышение выхода целевого продукта или биомассы, а также снижены затраты электроэнергии на аэрацию.

Формула изобретения Система автоматического контроля качественных показателей процесса выращивания микроорганизмов, содержащая датчик расхода воздуха, подаваемого в ферментер, вычислительное устройство и устройства отбора и подготовки проб отходящих из ферментера газов, последнее подсоединено к датчикам концентрации кислорода и двуокиси углерода, отличающаяся тем. что, с целью ускорения измерений, выполняемых для группы ферменте- рое, она снабжена устройством отбора воздуха из общего трубопровода, дополнительными устройствами отбора и датчиками расхода, число которых соответствует числу ферментеров, блоком клапанов, устройством продувки линий отбора пробы, коммутатором, устройством определения состояния ферментеров, групповым управляющим, запоминающим и регистрирующим устройствами, при этом выходы блока клапанов соединены с устройствами отборов, причем первая группа выходов подсоединена к устройству подготовки пробы, а вторая - к устройству продувки, выходы датчиков расхода воздуха подсоединены к входам коммутатора и устройства определения состояния ферментеров, выход коммутатора соединен с выходом вычислительного устройства, выходы устройства определения состояния ферментеров - с входами группового управляющего устройства, выходы которого соединены с управляющими входами блока клапанов, коммутатора, вычислительного и запоминающего устройств, информа- ционный вход последнего соединен с выходом вычислительного устройства, а выход - с входами вычислительного и регистрирующего устройств.

Изобретение относится к системам автоматического контроля микробиолоЫче- ского производства и направлено на ускорение процесса измерений параметров культивирования, выполняемых для группы ферментеров. В процессе культивирования микроорганизмов одновременно в группе ферментеров последовательно осуществляется отбор пробы воздуха, подаваемого на аэрацию и выходящих из каждого фермен- тера газов. Отобранные пробы анализируются на содержание кислорода и углекислого газа и по измеренным величинам вычисляются скорость потребления кислорода, дыхательный коэффициент и т.п. для каждого ферментера. Входящий в систему блок определения состояния ферментеров позволяет исключить из цикла измерения неработающие ферментеры, что позволяет уменьшить цикл измерения для остальных ферментеров. 1 ил.