Способ автоматического управленияпРОцЕССОМ КульТиВиРОВАНия МиКРО-ОРгАНизМОВ Советский патент 1981 года по МПК C12B1/08 

I

Изобретение относится к микробиологии и касается техники автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, преимущественно бактерий Е, Со И М-17.

Известен способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешалки, рН и pOji среды и температуры в ферментере в соответствии с заданными на текущий интерва.л времени койтрольными значениями ij.

Однако при культивировании бактерий J:. Coil М-17 часто необходимо обеспечить в процессе культивирования наиболее оптимальный режим для возможности максимального выхода биомассы за заданный промежуток времени .

Этот способ не позволяет с достаточной точностью и эффективностью управлять процессом культивирования микроорганизмов, например . Со И М-17, из-за отсутствия текущего контроля и управления процессом по биохимилюминесценции проб культивируемых микроорганизмов.

Наиболее близким к предложенному является способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматриваняций регулирование числа оборотов мешалки, рН и рО среды и температуры в ферментере в соответствии с заданными на текущий интервал времени контрольными значениями 2,

Однако этот способ также не обеспечивает высокой точности управления

0 процессом культивирования микроорганизмов из-за отсутствия текущего контроля по биохимилюминесценции проб культивируемых микроорганизмов, по которому, например, с достаточ5ной точностью можно определить концентрацию живой биомассы.

Цель изобретения - повышение точности управления процессом культивирования микроорганизмов.

0

Цель достигается тем, что в способе управления процессом культивирования микроорганизмов периодически отбирают пробу, определяют в ней интенсивность биохимилюминесценции

5 и в зависимости от последней корректируют заданные контрольные значе- ния измеряемых параметров.

На чертеже изображена блок-схема системы автоматического управления

0 процессом культивирования микрооргакизмов, реализующая предложенный способ.

Схема содержит ферментер 1, датчики 2-5, соответственно, числа оборотов мешалки, рН и рО среды и температуры, блок 6 управления, блоки 7-10 исполнительных механизмов, обепечивающие, соответственно, регулирование числа оборотов мешалки, рН И pOj среды, температуры, блок 11 анализа биохимилюминесценции.

Способ осуществляют сл-щующим образом.

С датчиков 2-5. поступают в блок упрг.вления текущие значения числа оборотов мешалки, рН и pOj среды и температуры в ферментере 1, где их сравнивают с заданными на данный промежуток времени процесса культивирования соответствующими контрольно-предупредительными границами (КПГ) и при отклонении этих значений от заданных соответствующих верних и нижних КПГ, блок 6 управления через соответствующие блоки 7-10 исполнительных механизмов корректируе заданные контрольные значения верхних и нижних КПГ измеряемых параметров . В соответствии со сформированными новыми значениями соответствующих КПП осуществляют коррекцию процессов культивирования в ферментере 1. Необходимый перепад отбора и анализа проб из ферментера 1 на каждый промежуток времени от начала культивирования выбирают для каждого конкретного типа микроорганизма, соблюдая при этом условие; Т t отбора + t анализа + t коррекции, где -t;- период отбора и анализа интенсивности.биохимилюминесценции проб культивируемых микроорганизмов} t отбора - время отбора пробы из ферментера , t анализа - время анализа интенсивности биохимилюминесценции, проб в блоке 11; t коррекции - суммарное время выработки необходимых управляющих сигналов блком 6 и их выполнения соответствующими блоками исполнительных механизмов 7-10. Регулирование числа „ оборотов мешалки блоком 7 обеспечивают путем, например, изменения питающего напряжения на рабочем двигателе по сигналу с блока 6 управления. Регулирование рН среды блком 8 осуществляют подачей коррегирующих растворов, например при культивировании Е. col i М-17, подачей глюкозы. Регулирование рО2 среды блоком 9 осуществляют, например, путем подачи воздуха для аэрации в ферментер 1. Регулирование температуры блоком 10 осуществляют путем включения или выключения по сигналу с блока 6 управления нагревательного элемента в ферментере 1.

Анализ пробы и определение в ней интенсивнЪсти биохимилюминесценции

блоком 11 для определения концентрации живой биомассы осуществляют, например, путем возбуждения биохимилюминесценции с помощью добавления в анализируемую пробу формалина и последующего измерения интенсивности биохимилюминесценции.

Предлагаемый способ позволяет заранее предупредить возникающие рассогласования, увеличить качество реQ гулирования, стабильность процесса культивирования микроорганизмов и, в конечном итоге, повысить производительность ферментера и качество получаемого продукта.

Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает оптимизацию общего воемени процесса культивирования микроорганизмов путем создания более оптимальных условий в ферментере. Таким образом, благодаря периодическому анализу интенсивности биохимилюминесценции и автоматическому уточнению в процессе культивирования микроорганизмов текущих КПГ регулируемых параметров в ферментере

5 повышается точность и эффективность управления и выход биомассы за заданный промежуток времени.

Способ проверен в лабораторных условиях и установлено, что выход

Q живой биомассы целевого продукта/бактерий Е. СоМ М-17/увеличивается в среднем на 20%, что дает значитель- ный экономический эффект.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом культивирования, микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешалки, рН и рО2 среды, температуры в ферментере в соответствии с заданными на те-, кущий интервал времени контрольными значениями, отлич.ающийся

тем, что, с целью повышения точности управления процессом культивирования, периодически отбирают пробу, определяют в ней интенсивность биоимилюминесценции и в зависимости

от последней корректируют заданные . контрольные значения измеряемых пааметров .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Брикач Г.Е. и др. Применение ВМ в контуре регистрации и управления параметрами процесса культивирования микроорганизмов. Биотехнология биоинженерия. Рига, Закатне , 1978, т. 3, с. 24.

2.Авторское свидетельство СССР 4.73744, кл. С 12 К 1/00, 1975.