Способ управления процессом культивирования аэробных микроорганизмов

 

Изобретение может быть использовано в производстве аминокислот и ферментов. Целью изобретения является снижение потерь целевого продукта с выбросом пены при работе аппарата с максимально возможным заполнением газожидкостной среды (ГЖС). С этой целью определяют разность гидростатических давлений датчиками 2 и 3, установленными по высоте аппарата 1 в зоне аэрирования. По разности в блоке 5 определяют действительное среднее значение плотности ГЖС. Дополнительно определяют разность гидростатического давления ГЖС датчиком 2 и давления газов над жидкостью датчиком 4, по которой в блоке 6 определяют расчетное значение плотности ГЖС при условии MaKCHMaJibHO возможного заполнения аппарата вспененной средой. Регулирующий блок 8 осуществляет управление подачей пеноносителя через клапан 9 в зависимости от разности между расчетным и действительным значениями плотности ГЖС. Расчетное значение плотности устанавливают задатчиком 7 и автоматически корректируют в блоке 6 в зависимости от изменения объема загруженной жидкой среды. 1 ил. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК бр 4 С 12 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч

i ат ии.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4014139/28-13 (22) 02. 12. 85 (46) 30.04.88. Бюл. N 16 (72) f0 H.Ïèñêóíoâ, Л.А.Горбач, В.С.Молочков, А.В,Алейников и В.Ф.Королев (53) 663. 1(088.8) (56) Степанов И.И. Автоматизация процесса биосинтеза лизина в ферментере объемом 50 м НТРС. — Микробиологическая промышленность. 1979, Н 3, с. 26-27, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КУЛЬТИВИРОВАНИЯ АЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение может быть использовано в производстве аминокислот и ферментов. Целью изобретения является снижение потерь целевого продукта с выбросом пены при работе аппарата с максимально возможным заполнением газожидкостной среды (ГЖС). С этой

„„SU„„1392096 А 1 целью определяют разность гидростатических давлений датчиками 2 и 3, установленными по высоте аппарата 1 в зоне аэрирования. По разности в блоке 5 определяют действительное среднее значение плотности ГЖС, Дополнительно определяют разность гидростатического давления ГЖС датчиком

2 и давления газов над жидкостью датчиком 4, по которой в блоке 6 определяют расчетное значение плотности

ГЖС при условии максимально возможного заполнения аппарата вспененной средой. Регулирующий блок 8 осуществляет управление подачей пеноносителя через клапан 9 в зависимости от разности между расчетным и действительным значениями плотности ГЖС. Расчетное значение плотности устанавливают аааатчиком 7 и автоматически коррек- С тируют в блоке 6 в зависимости от изменения объема загруженной жидкой среды. 1 ил. Эрр

1 1I 3920

Изобретение относнтсл к способам управления процеСсами, которые сопровождаютоя пенообраэованием при куль тивировании аэробных микроорганизмов, и может быть использовано в микро,-биологической, пищевой и медицинской нромыщпенности..

flpv культивировании микроорганизмов вследствие их жизнедеятельности щ и подачи воздуха для аэрации среды происходит распределение пузырьков воздуха и выделяемого газа в жидкосI

; ти, образуя гаэожидкостную среду., В зависимости от содержания газов в 15 этой среде изменяется ее плотность и объем в аппарате.

Для исключения потерь продукта с выбросами пены процесс.культивироВа ния аэробных микроорганизмов целесо- 20 образно вести так, чтобы верхний уровень пены не превьпвал максимально

1 допус1 имого значения заполнения конкретной конструкции аппарата.

Целью изобретения является снижение потерь продукта с выбросом(пены путем регулирования подачи пеногасители в-зависимости от заданной плотности гаэожидкостной среды, определенной иэ условия увеличения ее объе- 30 ма до.максимально допустимого уровня.

Для этого определякл разность гидростатичееких давлений газожидкостной среды по высоте аппарата, разность гидростатического давления жид- у кой среды и давления газов над жидкостью. Регулирование подачи пено1 гасителя осуществляют в зависимости от разности между расчеTHbM и дейст вительным значениями плотности газо- щ жидкостной среды.

Прн этом действительные значения плотности определяют по разности гидростатических давлений гаэажидкостной среды по высоте аппарата, щ и расчетное значение — по разности гидростатического давления жидкой среды н давления газов над жидкое гью.

Такое определение расчетного значения плотности вызвано тем, что при разной загрузке аппарата жидкой средой и дополнительных подачах различных компонентов в процессе работы аппарата увеличеяие объема гаэожидкаст- 35 ной среды при вспениванин до максимально допустимого заполнения аппарата сопровождается: изменением средней плотностл(гаэожидхостной среды

9б 2 в зоне иэмерения до разных минимальных значений.

На чертеже представлена схема, поясняющая способ управлении процессом.

Аппарат 1 оСнащен датчиками 2-4 давЛения, из которых датчики 2 и 3 установлены в зоне аэрации жидкости и датчик 4 « над уровнем жидкости.

Выходы датчиков 2 и 3 соединены с входами блока 5 преобразования разности гидростатических давлений и сигнал, пропорциональный средней плотности газожидкостной среды в зоне измерения, ограниченной по высоте аппарата уровнями установки датчи ков 2 и Э.

Датчик 4 и датчик 2 соединены с входами блока 6 преобразования pasности гидростатического давления среды на уровне установки датчика 2 и давления газов над жидкостью в сигнал, пропорциональный плотности газо» жидкостной среды при увеличении ее объема до максимально допустимого заполнения аппарата.

На один из входов блока б преобразования подают с выхода задатчика 1 постоянный сигнал задания плотности гаэожидкостной среды при условии начальной загрузки аппарата.

Сигнал с выхода блока 6 поступает в регулирующий блок 8 как задание, автоматически корректируемое в зависимости от изменяемого объема жидкой среды в аппарате в процессе работы, например, sa счет подпитки, подачи реагентов для поддержания рн и т.д.

Выход регулирующего блока 8 "оединен с исполнительным механизмом йла. пана 9 подачи пеногасителя.

Способ осуществляется следующим образом.

При заполнении аппарата питательной средой и посевным материалом, объемы которых определены технологическим регламентом, расчетным путем, т определяют среднее значение плотное ти газожидкостной среды при заполяе" нии аппарата, например до О„Я его полного объема 7п.

V<Р +(О 9 - где у,. — средня.-. заданная плотность . г аэожидкоетиой среды при условии заполнения 0,97@, кг/ 3 "

1392096

Формула изобретения

Составитель Г.Богачева

Редактор Т.Лазоренко Техред И,.Дидык Корр е ктор С. Ше кмар

Заказ 1868/30 Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, K"35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Р, pr — плотность жидкой среды и ."аза, кг/и ; .7,7ж - полный объем аппарата и объем жидкости в аппара те, м .

Сигнал, пропорциональный полученному значению ., через задатчик 7 вводят в блок 6.

Так как датчики 2 и 3 установлены 10 по высоте аппарата на определенном расстоянии друг от друга, измеренная плотность является средней s объеме, ограниченном базой измерения Ф..

В начале процесса сигнал на выходе 15 блока 5 больше сигнала задания с вы хода блока 6, поэтому регулирующий блок 8 не выдает сигнал на подачу пеногасителя через -клапан 9.

По мере роста биомассы и обраэова- 20 ния пены увеличивается объем газожидкостной смеси и уменьшается ее плотность.

При уменьшении средней плотности в зоне измерения до заданного .эна- 25 чения блок 8 вьщает сигнал на подачу nesot acme „

Разрушение пены сопровождается резким снижением уровня газожндкостиой среды и увеличением ее плотности, 30 вследствие чего блок 8 выдает сигнал на закрытие подачи пеногасителя. В зависимости от настройки параметров регулирующего блока 8 устанавливают допустимое изменение плотности и соответственно изменение уровня.

В результате реализации данного способа по сравнению с базовым объектом в производстве L-лизина при равных загрузках жидкой средой аппарата емкостью 100 м выход культуральной жидкости в среднеи увеличивается на 2,5 и при снижении удельного рас- хода пеногасителя с О, 118 до 0,056 на тонну готового продукта.

Способ управления процессом культивирования аэробных микроорганизмов, предусматривающий регулирование давления газа в аппарате и подачу nesoгасителя, о т л и ч а ю щ .и и с я тем, что, с целью снижения потерь продукта с выбросом пены, определяют разность гидростатическик давлений газожидкостной среды по высоте аппарата и разность гидростатического давления жидкой среды и давления газов над жидкостью, а регулирование подачи пеногасителя осуществляют в зависимости от разности между расчетным и действительным значениями плотности газожидкостной среды, причем последнее определяют по разности гидростатических давлений газожидкостной среды по высоте аппарата, а расчетное значение - по разности гидроi статического давления жидкой среды и давления газон над жидкостью.