Способ автоматического управленияпроцессом выращивания микроорга-низмов

Способ автоматического управленияпроцессом выращивания микроорга-низмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1п1 81086!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Йеюе цееетеких

Социалистических

Ресиублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.03.79 (21) 2736646/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М.К .

С 12В 1/08

Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.1(088.8) . ° а - — а

1.: (P(г, Щ® йй Я

К. А. Лобуренко, С. И. Писарев, А. E. Евсеев, П. В. Костогрыз и Б. Я. МакСимук 1г: ;

Институт газа АН украинской ССр " "йййй ."йСу" р

-:.: ",жл ( (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИ ВАН ИЯ МИ КРООРГАН ИЗМОВ

Изобретение относится к процессам брожения и питательным средам, а именно к способам глубинного выращивания культур, и может быть использовано в микробиологической промышленности.

Известны способы автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предусматривающие регулирование подачи воздуха и измерение концентрации растворенного кислорода (1, 2).

Недостатком этих способов является то, что при интенсивном росте и размножении метаноокисляющих микроорганизмов количество подаваемого воздуха и метана становится недостаточным, а увеличивать их расходы практически невозможно из-за ограничения по захлебыванию в ферментере.

Режим захлебывания в ферментере наступает при больших нагрузках по газу, а в этом режиме большая часть газовой смеси, подаваемой в ферментер, не успевая диспергироваться в культуральной жидкости, выходит из ферментера, и это приводит к нарушению оптимальной подачи газа в ферментер и потерям газового сырья.

Кроме того, недостатком способов является также то, что при культивировании газо-окисляющих микроорганизмов в газовой фазе, кроме кислорода, присутствует газообразный субстрат, который используется в качестве источника питания, а это приводит к уменьшению парциального давления кислорода и его фактической концентрации в растворенном виде.

5 Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

Цель достигается тем, что способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов предусматрива)О ет регулирование подачи воздуха, измере. ние концентрации растворенного кислорода, а также регулирование давления в ферментере в зависимости от концентрации растворенного кислорода в регулирование рас15 хода воздуха и метана в зависимости от давления в ферментере, поддерживая при этом заданные оптимальные соотношения метан — воздух.

На чертеже изображена система автома20 тического регулирования процесса выращивания микроорганизмов, поясняющая предложенный способ.

В ферментер 1 подают газообразные воздух и метан в предельном количестве, кото25 рое не вызывает захлебывание мешалки ферментера. Датчик 2, измеряющий парциальное давление растворенного в культуральной жидкости кислорода, выдает сигнал, пропорциональный содержанию рас30 творенного кислорода, который поступает

810801 в регулятор 3, где сравнивается с заданным сигналом, соответствующим оптимальному содержанию растворенного кислорода для данных микроорганизмов. Выходной сигнал с регулятора 3 поступает на исполнительный механизм клапана 4, стоящий на линии отходящих газов. При изменении содержания растворенного кислорода содержание последнего становится меньше оптимального значения, клапан 4 закры- 10 вается и увеличивает давление в ферментере, пока содержание кислорода не достигнет заданного значения.

Сигнал, пропорциональный давлению в ферментере 1, поступает с манометра 5 в )5 качестве задания на регулятор б, который с помощью исполнительного механизма клапана 7 изменяет подачу воздуха на аэрацию. При увеличении или уменьшении давления. соответственно увеличивается или 2О уменьшается расход воздуха пропорционально коэффициенту сжимаемости газа.

Регулятор 8 соотношения поддерживает заданное оптимальное соотношение между расходами воздуха и метана. Сигнал, пропорциональный расходу воздуха, поступает с сужающего устройства 9 на дифманометр

10 и далее в регулятор 8, где сравнивается с сигналом, пропорциональным расходу метана, последний поступает с сужающего 30 устройства 11 на дифманометр 12 и затем в регулятор 8.

Результирующий сигнал, пропорциональный разбалансу, поступает на исполнительный механизм клапана 13, который в зави- 35 симости от расхода воздуха увеличивает или уменьшает расход метана.

Контроль и ограничение давления в ферментере осуществляют регулятором 14, задатчиком этого регулятора устанавливают 4О верхнее ограничение давления в ферментере, при достижении которого с регулятора

14 поступает сигнал на исполнительный механизм клапана 15, который открывает выход из ферментера в линию отходящих газов.

Поддержание оптимальной температуры в ферментер осуществляется следующим образом.

Сигнал, пропорциональный текущему значению температуры в ферментере, с тер-. мопары 16 поступает на регулятор 17, где сравнивается с сигналом, соответствующим заданному оптимальному значению температуры. Результирующий сигнал, пропорциональный разбалансу, поступает на исполнительный механизм клапана 18, .и в зависимости от величины температуры увеличивает или уменьшает расход воды на охлаждение ферментера.

В результате реализации данного способа была достигнута продуктивность 4,5—

5 г/л АСВ/ч при давлении 4 ати и протоке

0,2 ч —, что в 4 раза больше, чем при атмосферном давлении, это приводит к повышению производительности в 4 раза.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предусматривающий регулирование подачи воздуха и измерение концентрации растворенного кислорода, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, регулируют давление в ферментере в зависимости от концентрации растворенного кислорода и регулируют расходы воздуха и метана в зависимости от давления в ферментере, при этом поддерживают заданное оптимальное соотношение метанвоздух.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 502015, кл. С 12В 1/08, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 535340, кл. С 12В 1/08, 197б (прототип).

810801

Составитель Г. Богачева

Техред О. Павлова

Корректор Л. Орлова

Редактор С. Титова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 502/13 Изд. № 231 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415