Система управления периодическим процессом биосинтеза микроорганизмов

Система управления периодическим процессом биосинтеза микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

И АВТОРСИОМУ СВЫД%7ЕЛЬСУВУ (б1) Дополнительное к авт. canä-ву (51) Lr(Кл С 12k 1/О& (22) Заявлено1- -12 72 (21)-"558571/28-13 с присоедин еи и ем за явки гА

Государстааниы9 намнтат

С988Т8 ИнннатР88 И Р га делам нзабратенн8 н атнрьпнй (23) HpBopnòe õ (43) тп) бликовано 25. 1 0.75,Бю !летень М 39 (45) Дата опубликования описания 27.02.76 (>3) ЙК 663.1(088.Я) (72) Авторы изобретения Н. Е. Захарченко, В. И. Бобошко, 3. й, Козаневич и И. С. Долда (71) Заявитель

Институт автомати;rr (54) СИСТЕМА УПРАЕЛЕНИЯ ПЕ ИОЛИНЕСКИМ ПЮБЕС(ОМ

БИОСИНТЕЗА МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологическсй промышленности.

Извести» система автоматического управления процессом непрерывного вырашивания микроорганизмов, например биомассы кормовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации температуры, аэрации v кис-. лотности среды, включаюшие соответственно датчик измеряемого параметра, например рН, регулятор и исполнительный механизм.

Однако использовать такую систему дл я опт и м аль ного ве дени я пери одичес к их процессов микробиологического синтеза не представляется возможным, так. как в аппарате а течение одчого цикла работы меняются условия для развития культуры: накапливаются продукты обмена, тормоэяшие дальнейшее развитие культуры; уменьшаетм ся количество питательных вешеств; изменяется кислотность средьr и поэтому затруднительно получение адекватной математической модели процесса без цроведения глубоких поисковых исследований.

Поэтому в зависимости от иэменяюшихся условий развития культуры необходимо искать и поддерживать оптимальные зна, чения основных технлогических парамет5",ров процесса.

Цель изобретения — повысить произво;дительность ферментера для выпашивания, микроорганизмов.

:.Это достигается -.ем, что предложен1Î ная система управления снабжена блоком

:отработки управляюших воздействий и блоком реализации адаптивной модели, служашим для определения разности расчетного и текушего значений концентрации микро38 организмов. При этом на вход реализации адаптивной модели процесса подключены дат-шки измеряемых параметров, а выхоpar подключены к соответствуюшим эадаюшим входам регуляторов контуров стаби20 лизации при помоши блока отработки управляюших воздействий.

На чертеже показана принципиальная схема системы автоматического управления периодическим rrporreccc r биосинтеза микроорганизмов.

- 888- " 7

> И ТЯМЯ ОЛЕРж; > KGHТУ1З «C r >>O-(>«КЗЯ"

««ИИ т »!II PB « br ЭВЯЦИИ «<ИСПО > Нlle TFI

cpBgb и, GH роля«давлени -: Воздуха < «>> -,-«;== ментере 1 и коллекторе, Bb! числительное устройство, включаюш«ее блок 2 реализа.-: ции адаптиВИОй МОдели прОцесса и блОк 3 упрявлякз««<из< воздействчй Вход po«IB>y,го подключен к ВыхОду блок N реализации адаптивной модели; устройство фиксации мОмеитя Окончания процесса фермеи Гации, представляю ее собой элемент 4 сравненид:. и устрОйстВО с йавийной блокHpGBKH фэрме "" -:. ° те ра.

Контур стабилизации температурь> Бкдк=-чает датчик 5 темп:- ятуры„соединенный

СО Входом преобразова геля 6„выход KGTG

РОГО поцключен к FIBPBvilBHHok!5« ВХОДУ;.3 гУ-- лятора 7„ связанного с исполнительнь;и,. ! механизмом 8, устанавле«иным на линии ПО--,2О дачи Охлажда-Ошей BogbI, KoFIT5р стабилизации аэрации cQcTGHT ,gBT Iикя 9 расхода, иен со входом пр обрязователя 10, IlogK>1!<»= У<> ченного к переменному входу регулятора 11 расхода, связанного с исполнительными ме-= ханизмами 1 а и >. 3«5 станОВленнымн соот.— ветственно на линиях а. :-"одя и Выходя всзду ха ня аэра<1и|О, KOHT5rp C абИЛИЭЯПНИ КИС>1 ýr HQCÒII CpBgb включает погруженный В ферментер датчик

14 pH -- метра, подключенный посредством преобразователя 15:. входу рег..пятора 16., выход которого соединен с исполнительным механизмом 17, установленным ня линии подачи в фермент среды, регулируюшей кис

ПОтнОсть няту1зальной жидкОсти, KoHTypbI контроля дявления В колпак ГО-- :, « ре стерильного Воздуха и H ферментере СО=держит дат >ики 18 и 1.9, ьыходы которых сое: инены соответственно с покязываюшим и сигнализип >ющим приборами 2<5 2 1 «<

Выход сигнализиру<ошего прибора 22 под1<лючен к индикатО«ру 2 3 и испОлнительнь«м мез<анизмам 1 и 1

НЯ вход блока 2 реализации адаптивно«-; модели подключены выходы датчиков 24-, 2 5 2 «з 5> If 1 4 основнь«х Т кноло -ич i» H»- >> параметров процессе: концентрации, коли-= чества питательной среды, количества ки =лорОда В Отходящем ВОздухе, темпера г5«рь« кислотн сти среды. KpGMB того, к входной положительной камере элемента 4 сравне-* ния подключен датчик 24 ><онцентрации при помощи элемента 27 запоминания максиму- ма, а к Входной камере э>1епента сравнени.-;. датчик концентрации Hîggл.очен непосрецс.>.=ВЕН НО.

Выход эп" мента сравнения соединен

ИНдИКяТОрОМ 2 <8 ?? .>,ОКОМ 3 «JI> «)ЯВЛ <по= х ших возде йствий, Контур автоматл<ческой блокировки ап= п»<рата содерж ит «>«и::.. >На а Гор 22 дя вг«е=. ни и Вход «eGTQPn, Г«о 3:; юHBFI к дат7-"и;<У

14 дявлен«я, я ->bfi<Îg =- к индикатор" 23 и Вхсц„ ; Обратного клапана 29, ВыхОд КО=

ТО«ЗОГО СОЕДИНЭН С ИСЙОЛНИГЕЛЬНЫМИ МЕХЯ

Н..«ЗОЯМ<«««. и З И ВЬ>ХСДЬ. НОРМЯЛЬНО ОТкрытого KG!:такта 30, cGBgHHcнного с вы-<Одом зег5::лято1зя I 1, Система автоматического управления процессом Оаботает след5>юшнм Образом.

Яа«ГЕМ»Т« ЧЕ "«Ь«РЯ, «B;-"И-.- В ВИДЕ ф; ъ. ционал«=,;:.ой зависимости ох<ицяемой кснцентОации ант ИОИОЗ и«<я я зависимости от . ек>

gBA информации :> состоянии культуры на.-бирается B блоке 2, При поступлении информации «-.а вход блока 2 От датчиков 14, 5, 24„"5 . 2 з это Выражение решается и может служить рекомендацией аппарат=ч!П<у gpl О: с; тстьи«! О IGKG 3 управляюши

;::оз дейст >зи и .

В системе 5ч1р >впения вычисленные пя--pB MBTpbI модели li! оQст упают ня вход 6 по= ,-:Я 3 управляюших воздействий,. гце В "-аВисимости ст зня ->имосГН KBægoÃQ параметра на gBHHGH <.ТЯПF!H развития Отрабатываются управляюшие воздействи . определен=ной Вели <ины ло ка«кдому параметру, ко-" Орые через каналы СВязи пост5 п>яют В задаю<«зие входы соответствуюших регуляторов . 1,7 и 16, устанавливаюших с no-MОшью исполнительных механизмов знвче=ння расхода воздуха, температуры, кислотности, способству«ошие оптимальн: му бизсинтезу антибиотика.

При поступлении новой информации от датчиков cOcTGRHNH Kу>ГЬT5«pb В блоке 2 реализации адаптивной модели па.«учает

HQ«0е «зешение (задание ре>. 5 и яторам ) и блок 3 меняет воздействия В зацаюших

Входах регулятороа контуров стабилизации

Основныз< параметров так, чтобы В фермен-те«р= „«становил |сь условия, .благоприятHble выделению антибиотика ня данной стадии развития культуры. ,-. сли количество процукта В культуральFIG>:I жидкости рВсТВТ,. То cdf нял GT датчика концентрации 24 увеличивается и лос= тупает В положительный и Отрицатель«>b "

Входы элемента 4 сравнения.

ХО гда ж е би оси нтез пр акр а»«а етс я и сигнал ог датчика уменьшается, о он проходит только В с.рицательный Вход, а

/l

D ЛОЛОжительноя камере заго. «нится больший I|редыдупп и с<«гнал. 1>>а выходе

=-gBMBíòB 4 сравнения Возникает g;!OKpBTlji 1 ИИ ПИ Заказ 1 1 02

Подписное

Тиоаж 529 . илиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, .01 ный сигнал 1", поступавший на индикатор и в управляющий вход блока 3, котсрый при этом выдает такие задания регуляторам 11, 7 и 16, чтобы исполнительные механизмы установились в положения, соответствующие окончанию процесса, на-, пример прекращается аэрация, подача воды, ферментер заливается нужчым количеством щелочи для перевода растворенногс биомицина в осадок.

При уменьшении давления в коллекторе стерильного воздуха ниже заданного зна-- ° чения сигнализатор 22 отрабатывает дискретный сигнал l", поступающий на оба ,исполнительных механизма 12 и 13, котс, ые закрывают вход воздуха в ферментер и выход из него, т.е. блокируют его от окружающей среды. Когда давление устанавливается на нормальный уровень, сигнализатэр 22 снимает команду "1", нормально открытый контакт 30 соединяет выход регулятора 11 с исполнительными механизмами 12 и 13.

Формула изобретения

Система управления периодическим процессом биосинтеза микроорганизмов, содержашач контуры стабилизации температуры, аэрации и кислотности среды, включающие соответственно датчик измеряемого параметра, например рН, регуля;тор и исполнительный механизм, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что с целью повы. шения производительнос-.и ферментера, она снабжена блоком отработки управляющих воздействий и блоком реализации .адаптивной модели, служащим для опре деления разности расчетного и текущего значений концентрации микроорганизмов, при этом на вход блока реализации aganт".:вной модели подключены датчики измеуо ряемых параметров, а выход подключен к задающим входам регуляторов при помоши блока отработки упра- ляющих воз;ействий.