Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (662579 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.02.77 (21) 2452162/30-13 (51) М,К . с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

С 12 В 1/08

Государственный комитет

СССР по делан нзеоретений и открытий

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 (53) УДК 663.14. .033.2 (088.8) Дата опубликования описания 25.05.79 (72) Авторы изобретения

Б. И. Пименов, С. К. Артюшин и Ю. И. Тараканов (7I) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КУЛЬТИЙЙРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической, пищевой и медицинской промышленности и может применяться, в частности, для получения живых вакцин.

Известен способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий измерение растворенного кислорода и регулирование величины рН среды, число оборотов мешалки, подачи компонентов питательной среды и подачи воздуха на аэрацию (1).

Недостатком известного способа является то, что регулирование микробиологического процесса осуществляют по вторичным признакам — потреблению кислорода, на величину которого оказывают влияние различные факторы культивирования, изменяющие потребления кислорода микробной клеткой

{температура рН перемешиваний и другие).

В результате возникают неточности в регулировании процесса.

Целью изобретения является повышение точности управления.

Поставленная цель достигается тем, что регулируют величину окислительно-восстановительного потенциала и определяют величину прироста концентрации живых организмов и отношение концентрации живых организмов к концентрации биомассы, а регулирование рН среды, окислительно-восстановительного потенциала, компонентов питательной среды, числа оборотов мешалки и по5 дачи воздуха на аэрацию осуществляют с учетом величины прироста концентрации живых организмов и отношения концентрации живых организмов к концентрации биомассы.

На чертеже изображена схема, иллюстрирующая осуществление способа автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.

На схеме изображен ферментер 1 с мешалкой 2 и приводом 3, являющимся исполнительным механизмом регулирования оборотов мешалки, с барбдтером 4 для подачи воздуха. Ферментер 1 снабжен датчиками 5-7 соответственно растворенного кислорода, рН среды и окислительно-восстановительного потенциала и блоком 8 измерения содержания компонентов питательной среды, а также блоком 9 измерения общей концентрации биомассы, например, оптический прибор, и блок 10 измерения концентрации живых микроорганизмов и прироста кон662579 центрации живых микроорганизмов. Концентрацию" жйвых микроорганизмов можно определять, например цветным методом.

Сущность метода заключается в перио дическом отборе проб среды с микроорганизмами из ферментера 1 в термостатированный инкубатор 11, куда добавляется из емкости

12 реагент, меняющий свой цвет под действием живых микроорганизмов (например метиленовая синь). Степень обесцвечивания зависит от количества живых микроорганизмов. Затем проба из инкубатора 11 пос- <о тупает в блок 10 измерения концентрации ййвьтх МИкроорганизмов и прироста концентраций живых микроорганизмов.

Блоки 9 и 10 измерения общей концентрации биомассы и концентрации живых

15 микроорганизмов подключены к блоку 13

" "сравнения, где устанавливается отношение между концентрацией живых Микроорганизмов и концентрацией биомассы.

Перечисленные блоки измерения подклю-. чены к блоку !4 анализа сигналов и блоку щ

15 программного управления, на котором задается программа параметров культивирования в ферментере l.

Для выполнения предлагаемого способа блок 14 анализа сигналов должен содержать электронную вычислительную машину, обес2$ печивающую обработку сигналов, поступающих с измерительных блоков. Корректирующим сигналом является сигнал, поступающий с блока 13 сравнения и блока 10 измерения прироста концентрации живых микроорганизмов.

Блок 15 программного управления подключен к блоку подачи команд 16, команды

""с которого поступают на исполнительные механизмы 3,17-20 регулирования оборотов мешалки 2, рН среды, окйслительно-восстано- зз вйтельного потенциала, подачи компонентов питательной среды и подачи воздуха соот ветственйо.

Способ осуществляется следующим обр а зо"м". ло

Сигналы с блоков измерения параметров

" — культивирования и содержания компонентов питательной среды, а также с блока 13 сравнения отношения концентрации живых микроорганизмов и общей биомассы и блока

10 измерения прироста концентрации живых микроорганизмов поступают в блок 14 анализа сигналов. КорректирующиМи сигйалами, включающими блок 14 анализа служат сигналы с блоков 13 и 10 сравнения отношения

"концентрации живых микроорганизмов к кон-5О центрации биомассы и измерения прироста " Концентрации живых микроорганизмов.

При возникновении отклонени и отношения концентрации живых микроорганизмов к концентрации биомассы от единицы и отрицательном приросте концентрации живых микроорганизмов, анализирующая система приступает к анализу сигналов поступающих от блоков измерения.

В случае отклонения какого-либо из параметров от заданного в программном блоке

l4 или при снижении содержания компонентов питательной среды через блок 16 подачи команд и исполнительные механизмы вносятся коррективы или подается команда на введение компонентов питательной среды.

Корректировка осугцествляется до тех .пор, пока отношение концентрацйи живых микроорганизмов к концентрации биомассы достигнет единицы, а прирост концентрации живых микроорганизмов станет больше нуля.

После этого анализ параметров культивирования прекращается до нового нарушения отношения и знака прироста концентрации живых микроорганизмов. В случае нарушения процесс корректировки повторяется согласно заданной программы и необходимых соотношений.

Таким образом, регулировка процесса культивирования осуществляется по отношению концентрации живых микроорганизмов к концентрации биомассы и по приросту концентрации живых микроорганизмов, которые наиболее чувствительны и однозначно реагируют на изменение факторов культивирования.

Формцла изобретени»

Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий измерение растворенного кислорода и регулирование величины рН среды, число оборотов мешалки, подачи компонентов питательной среды и подачи воздуха на аэрацию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, регулируют величину окислительно-восстановительного потенциала и определяют величину прироста концентрации живых организмов и отношение концентрации живых организмов к концентрации биомассы, а регулирование рН среды, окислительно-восстановительного потенциала, компонентов питательной среды, числа оборотов мешалки и подачи воздуха на аэрацию осуществляют с учетом величины прироста концентрации живых организмов и отношения концентрации жИвых организмов к концентрации биомассы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 352562, кл. С 12 В 1/08 1971.

662579

Составитель Г. Богачева

Редактор Е. Зубнетова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 2644/31 Тираж 525 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4