Способ автоматического управления процессом периодического выращивания аэробных микроорганизмов Советский патент 1976 года по МПК C12B1/08 

Схема состоит из газоанализатора 1 концентрации углекислого газа, датчиков 2-5, слзжащих соответственно для измерения концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода, расхода воздуха, темнературы и давления в аппарате 6, регуляторов 7-11, служащих соответственно для стабилизации концентраций углекислого газа, концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода, регулирования расхода воздуха на аэрацию, стабилизации температуры и давления, блока 12 умножения, порогового элемента 13, переключающего реле 14 и исполнительных механизмов 15-17, установленных соответственно на линиях подачи воздуха хладагента и отработанных газов. На стадии адаптации микроорганизмов концентрация углекислого газа в отработанных газах незначительна в связи с отсутствием выделения углекислого газа микроорганизмами и на выходе газоанализатора 1 сигнал близок к нулю. Этот сигнал поступает на блок 12 умножения, куда также поступает сигнал с датчика 3 расхода воздуха в аппарат 6. Блок 12 умножения формирует сигнал, пропорциональный расходу вьаделяющегося углекислого газа, который нодается на пороговый элемент 13. В рассматриваемом случае величина этого сигнала ниже заданного порога срабатывания элемента 13, и сигнал на его выходе отсутствует, при этом переключающее реле 14 коммутирует сигнал с рег лятора 8 концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода на регулятор 9 расхода воздуха. В этом случае осуществляется регулирование концентрации растворенного в культуральной жидкости кислорода.

Изменение концентрации растворенного в культ)фальной жидкости кислорода воспринимается датчиком 2 и вызывает изменение сигнала на выходе регулятора 8. Регулятор 9 формирует результирующее воздействие, изменяющее поток аэрирующего воздуха при помощи исполнительного механизма 15. Начало размножения вегетативных клеток характеризуется выделением углекислого газа, при этом его концентрация в отработанных газах увеличивается, что воспринимается газоанализатором 1 и вызывает возрастание его выходного сигнала. В результате этого возрастает сигнал на выходе блока 12 умножения, пропорциональный расходу выделяющегося углекислого газа, и при достижении заданного значения расхода выделяющегося углекислого газа происходит срабатывание порогового элемента 13, на выходе которого появляется управляющий сигнал, воздействующий на переключающее реле 14. В этом случае переключающее реле 14 коммутирует на регулятор 9 сигнал с регулятора 7 концентраии углекислого газа. При этом осуществляется регулирование концентрации углекислого газа в отработанных газах, изменением подачи воздуха в аппарат. При увеличении расхода выделяющегося углекислого газа происходит увеличение его концентрации в отработанных газах, что приводит к возрастанию сигнала на выходе регулятора 7 концентрации углекислого газа, который поступает на

регулятор 9, где формируется результирующее воздействие, направленное на увеличение потока аэрирующего воздуха с помощью исполнительного механизма 15. Увеличение подачи воздуха в аппарат вызывает увеличение

общего расхода обработанных газов и уменьшение концентрации углекислого газа до заданного значения.

При понижении концентрации выделяющегося углекислого газа, характеризующем снижение скорости развития микроорганизмов, действие системы происходит в обратном порядке.

Стабилизация температуры и давления в аппарате 6 осуществляется соответственно с

помощью регуляторов 10, И и исполнительных механизмов 16, 17, воздействующих на подачу хладагента в рубашку аппарата 6 и сброса отходящего воздуха.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом периодического выращивания аэробных микроорганизмов, заключающийся в измерении концентрации углекислого газа в отработанных газах и концентрации растворенного кислорода в культуральной жидкости и в регулировании подачи воздуха на аэрацию,

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления и уменьшения расхода воздуха, подачу воздзхана аэрацию регулируют в зависимости от концентрации углекислого газа в отработанных газах, если расход выделившегося углекислого газа больше заданного значения, а если расход выделившегося углекислого газа в отработанных газах меньше заданного, регулирование подачи воздуха на аэрацию осуществляют в зависимости от концентрации растворенного кислорода в культуральной жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. свид. СССР № 334240, М. Кл. С 12В 1/08, 1972 г.

2. Авт. свид. СССР № 384856, М. Кл. G 05D 27/00, 1973 г.

3. Авт. свид. СССР № 401704, М. Кл.2 С 12В 1/08, 1973 (прототип).