Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов Советский патент 1982 года по МПК G05D27/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к микробиологии, в частности к устройствам управ ления процессом ферментации. Известна система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, включаодая датчик рН связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей l Однако известная система не обеспечивает необходимой точности регулирования подачи питательных солей изза отсутствия контроля скорости роста и концентрации микроорганизмов. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Указанная цель достигается тем, что система автоматического управления процесс.ом культивирования микроорганизмов, включающая датчик рН связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, снабжена последовательно уста1ювленными блоками определения параметров автоколебаний рН и определения скорое ти роста микроорганизмов, при этом вход блока определения .параметров автоколебаний рН подключен к регулятору рН, а выход блока определения скорости роста микроорганизмов через дополнительный регулятор связан с исг полнительиым механизмом, установленным на линии подачи питательных солей. , На чертеже изображена структурная схема системы автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов. Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов содержит датчик рН 1, свя занный через регулятор рН 2 с испол39нительным механизмом 3, установленным На линии подачи.аммиачной воды, исполнительный .механизм Ц, установленный на линии подачи питательных солей, блок 5 определения параметров автоколебаний рН, блок 6 определения скорости роста микроорганизмов,f при этом вход блока 5 определения параме ров автоколебаний рН подключен к регулятору рН 2, а выход блока 6 определения скорости роста микроорганизмов, через дополнительный регулятор 7, связан с исполнительным механизмом 4, установленным на линии подачи питательных солей. Система работает следуюс им образом. Сигнал с датчика рН 1 среды посту пает на позиционный регулятор рН 2, который сравнивает заданное значение рН среды с текущим и формирует сигнал для исполнительного механизма 3, включающего или выключающего подачу аммиачной воды в ферментер. В зависимости от зоны нечувствительности регулятора в системе появляютс автоколебания рН среды с постоянной амплитудой А дрН. При этом скорость сни)хения рН среды пропорционал на скорости роста микроорганизмов, а tKOpocTb увеличения рН среды пропорциональна разнице между скоростями подачи аммиачной воды и роста микроорганизмов. Поэтому значения рН и pHj, среды достигаются за определенны интервалы времени t,f и соответственно с уравнениями Мх pH/t |ApH/t2 время увеличения кислотности среды от значения рН до . время снижения кислотнос ти среды от значения рИ до рН ; скорость подачи аммиачно воды на подщелачивание среды; k,K2. постоянные ксээффициенты; амплитуда колебаний рН среды, определяемая зоно нечувствительности двухпозиционного регулятора 3 Если QjsjH поддерживать постоянным, то скорость роста микроорганизмов опеделяют уравнением (2) X CjJ/ в блоке 5 определения параметров автоколебаний рН среды измеряется проолжи таль Hrtc т ь увеличения и продолжительность.снижения рП среды длл текущих автоколебаний. В блоке 6 определяют скорость роста микроорганизмов по уравнению (2). Сигнал с блока 6 подается на регулятор 7 задание которого меняется согласно с величиной подаваемого сигнала. Регулятор 7 формирует сигнал в зависимости от которого исполнительный механизм увеличивает или уменьшает подачу пиТательных солей в ферментер. Таким образом, предложеннаясистема автоматического управления повышает точность регулирования процесса культивирования микроорганизмов, что позволяет лучше использовать питательнь1е соли и увеличить выход готовой продукции. Формула изобретения Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, включающая датчик рН, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей. отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, она снабжена последовательно установленными блоками определения параметров автоколебаний рН и определения скорости роста микроорганизмов, при этом вход блока определения параметров автоколебаний рН подключен к регулятору рН, а выход блока определения скорости роста микроорганизмов через дополнительный регулятор связан с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи питательных солей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 527k72, кл. С. 12 В 1/08, 05.09.76.

AMMuawff

fffffa Ввздук

Питательный су§ст0а