Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

 

Изобретение относится к микробиологической промьшшенности и может быть использовано для автоматического управления процессами культивирования микроорганизмов. Цель изобретения - повьш ение точности дозирования питательного субстрата. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют дыхательный коэффициент и флуоресценцию биомассьи в ферменте, стабилизируют рН и температуру в ферментере и осуществляют изменение подачи питательного субстрата в зависимости от текущего значения дыхательного коэффициента ;И флуоресценции. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„143739

А1 (SD 4 С 12 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4224674/31-13 (22) 06.04 ° 87. (46) 15.11.88. Бюл. 9 42 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Д.С.Дайлиде, Ю-К.Ю.Станишкис, P.Ю.Симутис и В.В.Кильдишас (53) 663. 1 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 845144, кл. G 05 D 27/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 522228, кл. С 12 Я 3/00, 1974. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРО.ОРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к микробиологической промьппленности и может быть использовано для автоматического управления процессами культивирования микроорганизмов. Цель изобретения — повьш ение точности дозирования питательного субстрата.

Сущность изобретения заключается в том, что измеряют дыхательный коэффициент и флуоресценцию биомассы. в ферменте, стабилизируют рН и температуру в ферментере и осуществляют изменение подачи питательного субстрата в зависимости от текущего значения дыхательного коэффициента и флуоресценции. 1 ил.

1437396

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для автоматического управления процессами культивиро. вания микроорганизмов.

Цель изобретения — сокращение продолжительности процесса культиви" рования за счет более точного дозирования питательного субстата. f0 . На чертеже изображена блок-схема системы для осуществления способа автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.

Система для осуществления способа управления на ферментере 1 содержит контур стабилизации температуры в ферментере, состоящий из датчика 2 . температуры„,соединенного с регулятором 3 температуры, выход которого 20 соединен с исполнительным механиз мом 4 на линии подачи охлаждающей жидкости в рубашку ферментера, контура стабилизации рП, содержащего датчик 5 рН в ферментере, соединенно- 25 го с регулятором 6 рН, выход которого подключен к исполнительному механизму 7 на линии подачи аммиачной воды, и контура регулирования подачи питательного субстрата, состоящего из 30 датчиков 8-10 соответственно концентрациий кислорода и углекислого газа .в отходящих из ферментера газах и фпуоресценции биомассы в ферментере, блока 11 определения дыхательного коэффициента, регулятора,12, соединенного с выходом блока 11 и датчика

10, выход регулятора 12 соединен с исполнительным механизмом 13 на линии питательного субстрата.

Способ осуществпяется следующим образом.

Ва время ферментации датчик 2 температуры выдает сигнал. пропорцио нальный температуре в ферментере.

Сигнал поступает на регулятор 3 температуры, где сравнивается с заданным значением, и в зависимости от результата сравнения выдает управля" ющий сигнал исполнительному механизму 4, который в свою очередь увеличивает расход жидкости на охлаждение ферментера или уменьшает его в зависимости от того, меньше температура в ферментере по сравнению с за55 данной или больше.

Контур стабилизации рН работает следующим образом.

От датчика 5 рН сигнал, пропорциональный значению рН в ферментере, поступает на вход регулятора 6 рН, где сравнивается с заданным значением. Аналогично контуру стабилизации температуры регулятор 6 рН выдает, в зависимости от результата сравнения, соответствующий сигнал исполнительному механизму 7 на линии подачи аммиачной воды. При этом если рН в ферментере меньше заданного, подача аммиачной воды уменьшается, если выше — увеличивается.

Контур регулирования подачи питательного субстрата работает следующим образом.

Сигналы от датчика 8 и 9 концентрации кислорода и углекислого газа поступают на блок 11 определения дыхательного коэффициента по выражению, Э

С со, RQ

21-Со где С вЂ” концентрация углекислоты со в отходящих газах, об.Е;

Со — концентрация кислорода в отходящих газах, об.Х;

21 — концентрация кислорода в воздухе, поступающем в ферментере, об.Ж.

Сигнал, пропорциональный RQ от блока 11 поступает на вход регулятора 12. Сигнал от датчика 10 флуоресценции поступает на корректирующий вход того же регулятора 12 субстрата, тем самым осуществляют регулирование подачи питательного устройства с коррекцией в зав,еимости от измеренной флуоресценции. При избытке кислорода в отходящих газах концентI, рация углекислоты мала и Щ майо— регулятор 12 формирует управляющее воздействие исполнительному механизму 13 на линии подачи питательного субстрата — увеличить расход субстрата. Если же концентрация кислорода в ферментере снижается до критической, сигнал датчика 10 флуоресценции резко увеличивается и регулятор 12 формирует управляющее воздействие исполнительному механизму

t3, который уменьшает расход питательного субстрата, что приводит к восстановлению нормальных, аэробных условий ведения ферментации в ферментере 1.

7395

Составитель Г.Богачева

Техред М.Ходанич

Корректор С.Черни

Подписное

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 5855/25 Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 143

Предлагаемый способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов испытан в лабораторных условиях на ферментационной установке ФУ-6 для полупериодического процесса культивирования микроорганизмов Escherichia coli.

Состав питательной среды соответ-. ствовал регламенту, питательным субстратам для подпитки являлся 1Х-ный раствор глюкозы.

В результате реализации предлагае,мого способа повышается точность дозирования питательного субстрата по сравнению с пропитом, продолжительность ферментации уменьшается на 9,77 при одинаковом выходе сухого вещества в конце ферментации.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом культивирования микроор5 ганизмов, предусматривающий измерение дыхательного коэффициента RQ в процессе культивирования микроорганизмов, регулирование подачи питательного субстрата в зависимости от дыхательного коэффициента и стабилизацию температуры и рН в ферментере, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса культивирования за счет более точного дозирования питательного субстрата, измеряют флуоресценцию биомассы в ферментере, а регулирование подачи питательного субстрата осуществляют с коррекцией в

2p sBBHcHMocTH oT флуоресценции.