Способ автоматического управленияпЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРОбиОлОгичЕСКОгОСиНТЕзА Советский патент 1981 года по МПК G05D27/00 

расхода вьщелившегося углекислого газа. На чертеже изображена структурная схема устройства(реализующая предлагаемый способ. Устройство включает контур регулирования рН.среды, состоящий из рН-метра 1, связанного с регулятором 2, который соединен с исполнительным механизмом 3 на линии подачи кислоты и исполнительным механизмом 4 на линии подачи щелочи в ферментер суммирующего блока 5 и преобразователя 6, соединенного с отсекающими клапанами 7 и 8, контур регулирования температуры среды, состоящий из измерителя 9 температуры, связанного через лре образователь 10 с регулятором 11 исполнительного механизма 12 на линии подачи холодной воды в рубашку ферментера; контур регулирования р&схода воздуха, состоящий из последовательно связанных расходомера 13, преобразователя 14, регулятора 15 и исполнител ного механизма 16; контур регулирования скорости вращения мешалки, состоящий из тапометра 17, связанного че рез преобразователь 18 с регулятором 19 исполнительного механизма 20, контур регулирования рО/, состоящий из анализатора рО 21, связанного через преобразователь 22 с регулятором 23, соединенным через регуляторы 15 с исполнительными механизмами. 16 подачи воздуха в ферментер, а через регулято 19 - с исполнительным механизмом 20 изменения оборотов мешалки, причем регулятор 23 соединен с задатчиком 24 контур условного разграничения фаз физиологического развития микроорганизмов, состоящий из газоанализатора 25 углекислого газа, связанного через преобразователь 26 с блоком 27 умножи теля, связанного через интегральный блок 28 с дифференциальным блоком 29 выход которого через суммирующие блок 30 и 31 с соответствующими задатчиками 32,33 и преобразователями 34 и 35соединен с логическим элементом 36и 37 и триггерами 38-40; триггер 38 через переключатели 41-43 подключен к задатчикам 44-46 соответствующи регуляторов 2,11,15 на лаг-фазе, а триггер 39 через переключатели 47 и .48 подключен к задатчикам 49,50, соот ветствующих регуляторов 2 и П, на фа зе экспоненциального роста; триггер 40 через переключатели 51 и 52 подключен к задатчикам 53 и 54 соответ34ствующих регуляторов 2 и 11 на стационарной фазе{ контур управления регулирующими воздействиями при стабилизации рО-, состоящий из сумматоров 55,56 с соответствующими задатчиками 57,58 и преобразователями 59,60, при этом последние соединены с триггером 61, который через переключатели 62,63 подключен к задатчикам 64,65, связанным соответственно с исполнительными механизмами 16 и 20. Способ осуществляется следующим образом. Включают триггер 38, что приводит к подключению блоков 44 - 46 задания с помощью переключателей 41 - 43. Сигналы от блоков 65,44 - 46 поступают на входы задания соответственно регуляторов 19,15,11,2, чем достигается стабилизация на лаг-фазе исходных уровней скорости вращения мешалки и расхода воздуха, а также рациональ- ных значений рН и температуры среды. Сигнал от газоанализатора преобразуется блоками 27-29 в величину, которая при наступлении фазы экспоненциального роста принимает значение выше нуля. Сигналы на выходе суммирующего блока 30 в этом случае больше нуля, что вызывает формирование на выходе преобразователя дискретного сигнала уровня логической I, который поступает через логический элемент И 36 на входе триггера 39. Выходной сигнал триггера 39 дает команду для отключения заданий регуляторам П и 2от блоков 45 и 46 заданий и включения переключателями 47 и 48 новых заданий от блоков 49 и 50, обеспечивая тем самым, стабилизацию температуры и рН среды на рациональном уровне для фазы экспоненциального роста. В момент появления выходного сигнала триггера 39 отключается также блок 44 задания и на вход задания ре.гулятора I поступает выходной сигнал регулятора 23, что обеспечивает регулирование рО,2, изменением расхода воздуха, при этом обороты мешалки постоянны. При достижении текущего значения расхода воздуха определенной величины, соответствующей сигналу на выходе задатчика 58, сигнал на выходе сумматора 56 принимает значения выше ну™« о вызывает появление на выходе преобразователя 60 сигнала логической поступающего на вход триггера 61. 584 Выходной сигнал триггера 61 дает коман ду для изменения положения переключателей 62 и 63, что приводит к подключению выходных сигналов блока 64 и регулятора 23 ко входам заданля соответственно регуляторов. 19. Таким образом, осуществляют переключение регулирующего воздействия и стабилизируют, рО путем изменения скорости й1 ащения мешалки, при этом расход воздуха постоянный. На стационарной фазе при уменьшении текущего значения скорости вращения мешалки до уров ня, соответствующего сигналу задат кка 57, преобразователь 59 формирует сигнал-логической 1 , который поступает на вход триггера 61 и вызывает обратное переключение регулирующего воздействия. С переходом культуры на стационар ную фазу величина приобретает значение меньше или равное нулю, что вьг зывает формирование сигнала логической I на выходе преобразователя 35, поступающего через логический элемент И 37 на вход триггера 40,который аналогично триггеру 39 формирует командный сигнал включения ааданий регуляторам 11 и 2 от блоков 53 и 54 задани Это обеспечивает изменение уровней ста билизации регулируемых параметров на стационарной фазе. Применение предлагаемого способа автоматического управления периодическим процессом микробиологического синтеза позволяет оптимизировать процесс за счет создания рациональных условий среды на каждой из фаз физиологического развития микроорганизмов, а это, тем самым, позволит повысить выход целевого продукта. Формула изобретения Способ автоматического управления периодическим процессом микробиологического синтеза, в ферментере, содержащем мешалку, заключающийся в регулировании температуры среды путем подачи хладагента в рубашку ферментера, парциального давле1€ия растворенного кислорода путем изменення подачн воздуха и скорости вргицения мешалки, рН среды путем подачи кислоты или щелочи, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта пут.ем создания рациональных условий среды на каждой из фаз развития микроорганизмов, регулирование температуры, парциального давления кислорода, рН среды осуществляют в зависимости от фазы развития микроорганизмов, определяемой по скорости изменения расхода выделившегося углекислого газа. Источники информации, принятые во внима1гае при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 535340, кл. С 12 В 1/08, 1976. Кислота Щёлочь щ щ - Ш I