Способ автоматического управленияпериодическим процессом микробиологическогосинтеза

Способ автоматического управленияпериодическим процессом микробиологическогосинтеза

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соктз Советсииа

Социвлистичесии к

Республик

ОЛИС НИЯ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСеьОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и340843 (6l ) Я,ополнительное к авт. свив-ву— (22) Заявлено 38.09. 79 (2! ) 282! 313/28-13 с прнсоеаииением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 23.06.8f . Бюллетень № 23 (5()М. Кл., Гесудзрстеенньм камнтет

СССР

G 05 0 27/00 во левам нзееретеннй н еткритнй (53) УДКб63, 11 (088.8) Йата опубликования описания 25.0б.gq

Е.Н.Арзуманов, М.К.Насиров, В.В.Алешечкин

H В.А.Мартынова (72) Авторы изобретения

Грозненское научно-проиэволственно

"Промавтоматикап (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ

ПРОЦЕССОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

Изобретение относится к микробио- логической промышленности и касается техники автоматического управления процессом микробиологического синтеза.

Наиболее близким по техническому решенйю и достигаемому результату является способ автоматического управления периодическим процессом микробиологического синтеза в ферментере, содержащем мешалку, заключающийся в регулировании температуры среды путем

10 подачи хладагента в рубашку ферментера, парциального давления растворенного кислорода путем изменения подачи воздуха и скорости вращения мешал15 ки, рН среды путем подачи кислоты или щелочи (1).

Однако известный способ не обеспечивает достаточного выхода целевого продукта, так как он не позволяет ,создать ., рациональные условия среды на каждой из фаз физиологического развития микроорганизмов и не обеспечивает тем самым возможности оперативно2 го условного разграничения фаэ, без которого-невозможно автоматическое управление периодическим процессом микробиологического синтеза.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта путем создания рациональных условий среды на каждой из фаз развития микроорганизмов °

Цель. достигается тем, что согласно способу автоматического управления периодическим процессом микробиологического синтеза в ферментере, содержащем мешалку, заключающимся в регулировании температуры среды путем подачи хладагента в рубашку ферментера, парциального давления растворенного кислорода путем изменения подачи воздуха и скорости вращения мешалки, рН среды путем подачи кислоты или щелочи, регулирование температуры, парциального давления кислорода, рН среды осуществляют в зависимости от фазы развития микроорганизмов, определяемой по скорости изменения расхода выделившегося углекислого газа.

На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующая предлагаемый способ. 5

Устройство включает контур регулирования рН .среды, состоящий иэ рН-метра 1, связанного с регулятором

2, который соединен с исполнительным механизмом 3 на линии подачи кислоты lo и исполнительным механизмом 4 на линии подачи щелочи в ферментер, суммирующего блока 5 и преобразователя 6, соединенного с отсекающими клапанами

7 н 8, контур регулирования темпера-. туры среды, состоящий из измерителя

9 температуры, связанного через пре образователь 10 с регулятором ll исполнительного механизма 12 на линии подачи холодной воды в рубашку фер- 20 ментера контур регулирования расхода воздуха, состоящий из последовательно связанных расходомера 13, преобразователя 14, регулятора 15 и исполнитель ного механизма 16 контур регулирова- 25 ния скорости вращения мешалки, состоящий из тахометра 17, связанного через преобразователь 18 с регулятором

19 исполнительного механизма 20, контур регулирования рО, состоящий иэ анализатора рО 21, связанного через преобразователь 22 с регулятором 23, соединенным через регуляторы 1 5 с исполнительными механизмами. 16 подачи воздуха в ферментер, а через регулятор

19 — с исполнительным механизмом 20 изменения оборотов мешалки, причем регулятор 23 соединен с задатчиком 24; контур условного разграничения фаз физиологического развития микроорганизмов, состоящий из газоанализатора

25 углекислого газа, связанного через преобразователь 26 с блоком 27 умножителя, связанного через интегральный блок 28 с дифференциальным блоком 29, 45 выход которого через суммирующие блоки

30 и 31 с соответствующими задатчиками 32,33 и преобразователями 34 и

35 соединен с логическим элементом

36 и 37 и триггерами 38-40; триггер

38 через переключатели 41-43 подклю50 чен к задатчикам 44-46 соответствующих регуляторов 2,11,15 на лаг-фазе, а триггер 39 через переключатели 47 и .48 подключен к задатчикам 49,50, соответствующих регуляторов 2 и ll на фа- 55 зе экспоненциального роста, триггер

40 через переключатели 51 и 52 под" .ключен к задатчикам 53 и 54 соответ840843 4 ствующих регуляторов 2 и 11 на стационарной фазе, контур управления регулирующими воздействиями при стабилизации рО, состоящий из сумматоров

55,56 с соответствующими задатчиками 57,58 и преобразователями 59,60, при этом последние соединены с триггером 61, который через переключатели

62,63 подключен к задатчикам 64,65, связанным соответственно с исполнительными механизмами 16 и 20.

Способ осуществляется следующим образом.

Включают триггер 38, что приводит к подключению блоков 44 — 46 задания с помощью переключателей 41 — 43.

Сигналы от блоков 65,44 — 46 поступают на входы задания соответственно регуляторов 19,15,11,2, чем достигается стабилизация на лаг-фазе исходных уровней скорости вращения мешалки и расхода воздуха, а также рациональ- . ных значений рН и температуры среды.

Сигнал от газоанализатора СО 26 преобразуется блоками 27 — 29 в величину, которая при наступлении фазы экспоненциального роста принимает значение выше нуля. Сигналы на выходе суммирующего блока 30 в этом случае больше нуля, что вызывает формирование на выходе преобразователя дискретного сигнала уровня логическо" Il который поступает через логический элемент И 36 на входе триггера 39.

Выходной сигнал триггера 39 дает команду для отключения заданий регуляторам 11 и 2 от блоков 45 и 46 заданий и включения переключателями 47 и 48 новых заданий от блоков 49 и 50, обеспечивая тем самым, стабилизацию температуры и рН среды на рациональном уровне для фазы экспоненциального роста.

В момент появления выходного сигнала триггера 39 отключается также блок 44 задания и на вход задания регулятора Т поступает выходной сигнал регулятора 23, что обеспечивает регулирование рО,изменением расхода воздуха, при этом обороты мешалки по.стоянны

При достижении текущего значения расхода воздуха определенной величины, соответствующейсигналу на выходе задатчика 58, сигнал на выходе сумматора 56 принимает значения выше ну- ля, что вызывает появление на выходе преобразователя 60 сигнала логической

I поступающего на вход триггера 61.

84084

Выходной сигнал триггера 61 дает команду для изменения положения переключателей 62 и 63, что приводит к подключению выходных сигналов блока 64 и регулятора 23 ко входам заданрясоот5 ветственно регуляторов.l5-и 19. Таким образом, осуществляют переключение регулирующего воздействия и стабилизируют р0 путем изменения скорости йфащения мешалки. при этом расход воздуха постоянный. На стационарной фазе при уменьшении текущего значения скорости вращения мешалки до уровня, соответствующего сигналу задатчика 57, преобразователь 59 формирует сигнал .логической Т, который поступает на вход триггера 61 и вызывает обратное переключение регулирующего воздействия.

С переходом культуры на стационарную фазу величина приобретает значение меньше или равное нулю, что вызывает формирование сигнала логичеi ской I на выходе преобразователя 35, поступающего через логический элемент 2S

И.37 на вход триггера 40,который аналогично триггеру 39 формирует командный сигнал включения заданий регуляторам 11 .и 2,от блоков 53 и 54 задания.

Это обеспечивает изменение уровней ста-ЗО билизации регулируемых параметров на стационарной фазе.

Применение предлагаемого способа автоматического управления периодическим процессом микробиологического Зз синтеза позволяет оптимизировать про3

Ь цесс за счет создания рациональных условий среды на каждой из фаз физиологического развития микроорганизмов, а это, тем самым, позволит повысить выход целевого продукта.

Формула изобретения

Способ автоматического управления периодическим процессом микробиологического синтеза, в ферментере, содержащем мешалку, заключающийся в регулировании температуры среды путем подачи хладагента в рубашку ферментера, парциального давления растворенного кислорода путем изменения подачи воздуха и скорости вращения мешалки, рН среды путем подачи кислоты или щелочи, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта путем создания рациональных условий среды на каждой из фаз развития микроорганизмов, регулирование температуры, парциального давления кислорода, рН среды осуществляют в зависимости от фазы развития микроорганизмов, определяемой по скорости изменения расхода выделившегося углекислого газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N- 535340, кл. С 12 В 1/08, 1976.

840843

Составитель А,Бражникова

Редактор А.Химчук ТехредН.Ковалева Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4763/69 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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