Устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования Советский патент 1982 года по МПК G01K17/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БИОМАССЫ В ПРОЦЕССЕ ПЕРИОДИЧЕСКОГО

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для определения количества биомассы по величине тепловыделений микроорганизмов в процессе их роста, и может быть использовано в м.икробиологической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.

. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования, содержащее тепломер и регистратор ГО.

Однако это устройство не позволяет автоматически отслеживать максимальную величину удельных тепловыделений в текущем процессе периодического культивирования, что ведет к снижению точности определения конечного количества биомассы на ранней стадии культивирования и Требует дополнительных математических КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

расчетов для перевода величины термоЭДС с тепломера в количество биомассы.

Цель изобретения - повышение точ ности определения конечного количества биомассы на ранней стадии культивирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования, содержащее тепломер и регистратор, дополнительно оснащено дифференциатором и последовательно размещенными между тепломером и регистратором фазоинвертором, реле и коррелятором, при этом вход дифференциатора связан с выходом тепломера, а выход - через нуль-индикатор с управляющим входом реле.

На фиг.1 изображено устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования; на фиг. 2 а, б - соответственно кривая кинетики удельных тепловыделений и производная кривой кинетики удельных тепловыделени Устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования содержит тепломер 1, электрически связанный через последовательно размещенные фазоинвертор 2, реле 3 « коррелятор 4 с регистратором 5Для управления работой реле 3 устройство оснащено дифференциатором 6, входом связанным с выходом тепломера, а выходом - через нульиндикатор 7 с управляющим входол реле 3. . . Тепломер 1 установлен на стенке культиватора 8 и снабжён приспособлением 9 для отвода тепла от его внешней стенки. Для исключения утечек тепла через бтенки культиватора 8 ом теплоизолирован рубашкой 10 от окружающей среды. Устройство для определения коли;.чества биомассы в процессе периодического культивирования работает сл дующим образом. Перед определением конечного кол чества биомассы на ранней стадии культивирования культиватор 8 запол няют питательной средой и производя посев микроорганизмов, после чего температуру в культиваторе 8 поднимают до заданной температуры культи вирования, что ,на кривой зависимости ;q fCC) соответствует отрезку АВ (фиг. 2а). При этом, поскольку в .q/dC на отрезке Авимеет отрицательное значение, сигнал через фазоинвертор 2 не поступает на вход реле 3- По завершений) лаг-фазы f.C (фиг.2 а) в экспоненциальной фазе развития начинает образовываться теплопродукция, величина которой возрастает до максийального значения, (т.О), после чего снижается. При. этом сигнал с тепломера 1 поступает через фазоинвертор 2 на вход реле Одновременно с тепломера 1 сигнал поступает на вход диф ференциатора 6 и далее через нульиндикатор 7 на управляющий вход реле 3- Реле 3 открывается и сигнал с фазоинвертора 2 через реле 3 поступает в ко(зрелятор k. Здесь в соответствии с алгоритмом (Г-)т к к - , (tij). определяемое конечное , где т. количество биомассы, выращиваемой .за время tyB текущем процессе; (Т,-) - конечное количество биомассы, определяемое в законченном аналогичном контрольном процессе за время V ; q JJ - определяемая величин. максимальной удельной теплопродукции в текущем процессе; q - определенная величина максимальной удельной теплопродукции в контрольном процессе; К - коэффициент пропорциональности, сигнал преобразуется в количестве биомассы, величина которой фиксируется регистратором 5. По достижении qy максимальной величины удельных тепловыдедений (T.D, фиг.2а) сигнал с.дифференциатора 6, поступающего в нуль-индикатор 7 равен нулю, а затем принимает отрицательное значение (фиг.26, т.), отрезок О .Е ). Сигнал с дифференциатора 6 соответствует нулевому значению. По команде с нуль-индикатора 7 реле 3 отключает коррелятор А от фазоинвертора 2. Максимальный сигнал с тепломера t, зафиксированный регистратором, соответствует ожидаемо у конечному количеству биомассы. Таким образом, использование предлагаемого устройства для определения количества биомассы позволит повысить точность определения конечного количества биомассы на ранней стадии культивирования микроорганизмов. Формула изобретения Устройство для определения количества биомассы в процессе периодического культивирования, содержащее тепломер и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, оно дополнительно оснащено дифференциатором и последовательно размещенными между тепломером и регистратором фазоинвертором, реле и коррелятором, при этом вход дифференциатора связан с выходом тепломера, а выход - через нуль-индикатор с управляющим входом реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 284 05б/28-13, кл. G 01 К 17/00, 1979.