Способ автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

4 с „

О П И С ""И .ИИЗОБРЕТЕН И

Союз Советских

Социалистических

Республнн

Pi 619511

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву

2 (51) М, Кл. (22) Заявлено21.02.77 (21) 2457 205/28

С 12 К 1/10

С 12 В 1/08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.78.Бюллетень М (45) Дата опубликования описания 03.0

1осударотаеннюй номнтот

Совета Мнннотроа СССР оо делам нэобротеннй н открытнй (53) УЯ.К 663.14.. 032-63. 1 32 (088.8) В. П. Меткин и В. Е. KosalIeB (72) Авторы изобретения

Ленинградский технологический институт хоподкпьной промышпенности и Ленинградский межотраспевой научноисследовательский институт пишевой промышленности (71) Заявители (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ НЕ ПРЕРЫВНОГО ВЫРАШИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к автоматизации управления процессом непрерывного вырашиваиия микроорганизмов, в частности при биосинтезе лимонной кислоты, и может быть испопьзовано в других от5 распях микробиологической промышпенности.

Известен способ автоматического уп- .

r равпения процессом непрерывного выраши- 0 ванин микроорганизмов, закпючаюшийся в стабилизации уровня биомассы в ферментаторе за счет коррекции протока питатепьной среды, при этом коррекшпо протока производят по концентрации биомассы, а регупирование количества воздуха, подаваемого на аэрацию, осушествпяют вводом коррекции по изменению уровня "в ферментаторе tlj.

Недостатком этого способа является 20 то, что он не обеспечивает наиболее благоприятного дпя биосинтеза лимонной кислоты состава сбраживаемой среды, характеризуемого концентрацией сахара в среде и ее рН (1).

Наиболее близким решением из известных к яредпагаемому является способ автоматического чпоавпения процессом непрерывного выращивания микроорганизмов, предусматривающий подачу питательного раствора в зависимости 0T его расхода и уровня в ферментере и измерение концентрации биомассы и рН среды (21.

Недостатком этого способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов является то, что не достигаются оптимальные условия купьтивирования микроорганизмов, требуюшие поддерживание концентрации биомассы в среде и рН среды на опредепенном уровне в зависимости от активности биосинтеза и концентрации целевого продуктапимонной киспоты и других побочных кислот. Кроме того, данный способ н обеспечивает регупирование уровня в фементоре,высота которого опредепяет степень заполнения аппарата (pa6o 1ий объем), а спедоватепьно и продолжитепьность пребывания сбраживаемого раствбра в ферментере.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса биосинтеза путем создания оптимальных условий культивирования микроорганизмов при производстве лимонной кислоты. йля этого по предлагаемому способу задание на расход питательного раствора определяют по концентрации биомассы с коррекцией по рН, а регулирование его уровня в ферментере осуществляют путем изменения подачи воздуха в отводимый сброженный раствор.

На чертеже изображена принципиапьнан схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает в себя непрерывнодействуюший ферментер 1, снабженный транспортным эрлифтом 2 для перекачки сбраживаемой среды в последующий аппа- 2р рат или сборник, датчики 3-6 уровня, концентрации и биомассы, рН среды, температуры, расходомеры 7 и 8 питательного раствора и воздуха на транспортный эрлифт с вторичным.прибором 9 25 регулирующие приборы и преобразователи

10-14 температуры среды, уровки, рН среды, концентрации биомассы, расхода питательного мелассного раствора и исполнительные механизмы 15-17. Зо

Питательный раствор, поступающий в ферментер 1, измеряется расходомером

7, сигнал от которого поступает на peryILQTop 1 4, связанный С HCBollBHVBHhHbI M механизмом 17, Задание регулятору 14 ç5 расхода устанавливается регулятором 13 концентрации биомассы, на.который поступает сигнал от датчика 4, Коррекция задания регулятору 13 вводится регулятором 12 рН среды величина которого 4о измеряется датчиком 5. .Ч емпература сбраживаемой среды контролируется датчиком 6 и поддерживаетси регулятором, связанным с исполнительным механизмом 16, 45

Количество воздуха на транспортный врлифт 2 измеряют расходомером 8, уровень сбраживаемой среды — датчиком .3 и стабилизируют регулятором 11, сое-. диненным с исполнительным механизмом Ю

15.

Сущность предлагаемого способа asтоматического управления процессом неп, рерывного биосинтеэа заключается в следующем. В соответствии с заданной про- 55 изводительностыо устанавливают задания регуляторам 14 и 11 расхода питательного мелассного раствора и воздуха на транспортный эрлифт. Одновременно устанавливают задания регуляторам 13, 12

10 концентрации биомассы в среде,рН среды и температуры биосинтеза в наиболее оптимальном диапазоне для культивирования микроорганизмов.

При изменении расхода питательного мелассного раствора сйгнал от расходомера 7 поступает на регулятор 14, который, воздействуя на исполнительный механизм 17, восстанавливает заданное значение.

При изменении концентрации биомассы в среде и сохранении величины рН в заданных пределах сигнал от датчика 4 пос тупает на регулятор 13,. который вводит коррекцию задания регулятору 14 расхо да, изменяющему количество подаваемого в феррментер 1 питательного раствора.

Если при сохранении заданного значения концентрации биомассы в среде изменяется величина Рн среды сверх заданного диапазона, то сигнал от датчика

4 поступает на регулятор 12 и вводится двойная коррекция заданий на регуляторы 13 и 14, при этом последний воздействует на исполнительный механизм.

17, Поскольку при увеличении или уменьшении расхода подаваемого раствора происходит изменение уровня сбраживаемой среды в ферменторе, что контролируетси датчиком 3, то стабилизация уровня обеспечивается воздействием регулятора

11 на исполнительный механизм 15, регулирующий расход воздуха на транспортный эрлифт 2, а следовательно и его производительность.

Аналогичным образом обеспечивается стабилизация температуры биосинтеза в контуре: датчик 6, регулятор 10 и исполнительный механизм 16

Описываемый способ позволяет стабилизировать температуру биосинтеэа и уровень среды в ферментере и поддерживать в оптимальных для биосинтеза пределах концентрацию биомассы в сбрасываемой среде и ее рН, что дает.возможность повысить эффективность биосинтеза за счет увеличения съема продукции с единицы объема ферментера и снизить удельный расход меламассы при увеличении активности процесса при . постоянных условиях брожения.

При применении описываемого способа в лабораторных условиях выход целевого продукта (лимонной кислоты) увеличился на 10-15 о, а содержание побочных кислот уменьшилось на 10-12%.

- 3

Питаяепьныи

Составитель Г, Богачева

В. Блохина Техред А. Алатырев Корректор Н. Яцемирская

Редактор

Заказ 4379/22 Тираж 568 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов, предусматривающий регупирование подачи питательного раствора в зависимости от его расхода и уровня в

5 ферментере и измерение концентрации биомассы и рН среды, о т и и ч a þ ш и йс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса биосинтеза путем создания оптимальных условий купьтивирования микроорганизмов, задание на расход пи11

/ тательного раствора определяют по концентрации биомассы с коррекцией по рН, а регулирование его уровня в ферментере осуществляют путем изменения подачи воздуха в отводимый сброженный раствор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство N 253726, кл. С 12 В 1/10, 1968. .2, Авторское свидетельство % 412241, кл. С 12 В 1/08, 1971.