Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

 

Изобретение относится к биотехнологии и направлено на повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов Цель изобретения повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов При возрастании концентрации этанола в культуральной среде в ферментере по сигналу датчика концентрации этанола изменяется задание регуляторам расхода питательной среды и воздуха на аэрацию таким образом чтобы прекратить рост концентрации этано ла в культуральной среде 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) С 12 Q 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1346676 (21) 4705921/13 (22) 15.06.89 (46) 15.10.91. Бюл. ¹ 38 (71) Воронежский технологический институт (72) В, В.Ануфриев (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1346676, кл. С 12 Q 3/00, 1987, (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, и является усовершенствованием изобретения по авт,св, ¹ 1346676.

Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов.

На чертеже показана структурная схема сисЧемы автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, реализующая предлагаемый способ.

Система содержит ферментер 1, в котором выращивают микроорганизмы, контур регулирования подачи питательной среды, состоящий из датчика 2, регулятора 3 и исполнительного механизма 4, контур регулирования расхода воздуха, поступающего на азрацию, состоящий из датчика 5, регулятора 6 и исполнительного механизма 7, а так Ы 1684341 А2 (57) Изобретение относится к биотехнолоГии и направлено на повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов. Цель изобретения — повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов, При. возрастании концентрации этанола в культуральной среде в ферментере по сигналу датчика концентрации этанола изменяется задание регуляторам расхода питательной среды и воздуха на азрацию таким образом, чтобы прекратить рост концентрации этанола в культуральной среде, 1 ил. же датчика 8 и измерительного прибора 9 концентрации в культуральной среде.

Система работает следующим образом.

При культивировании микроорганизмов в ферментер 1 непрерывно подается воздух на аэрацию и непрерывно (или дискретно— по соответствующей программе при периодическом процессе) — питательная среда.

Расход подаваемой питательной среды измеряется датчиком 2 расхода, сигнал с которого поступает на регулятор 3. В регуляторе

3 свавниваются заданная и измеренная величины расхода питательной среды и формируется управляющий сигнал для исполнительного механизма 4, установленного на линии подачи питательной среды в ферментер 1, и таким образом поддерживается заданный расход питательной среды.

Точно так же стабилизируется и расход воздуха на аэрацию.

В процессе роста микроорганизмов этанол в культуральную среду микроорганиз1684341

Таблица1

Поправочный коэффициент для изменения задания на расход воздуха

1,010

1,020

1,027

1,034 мами не выделяется или выделяется в ничтожном количестве, заранее известном.

Если концентрация углеродного субстрата в питательной среде ферментера начинает по каким-либо причинам увеличиваться или же начинает уменьшаться количество растворенного кислорода в культуральной среде, ro начинается ингибирование роста микроорганизмов и резко увеличивается концентрация этанола в культуральной среде. Это обусловлено тем, что при изменении физико-химических параметров культуральной

Среды в ферментере меняются пути метаболизма микроорганизмов и начинается сбраживание углеродного субстрата в этанол, При измерении датчиком 8 концентрации этанола в культуральной среде сигнал с датчика 8 поступает на измерительный и преобразующий прибор 9 концентрации этанола, Сигналы с выхода измерительнопреобразующего прибора 9 поступают в виде корректирующих сигналов на регулятор

3 расхода питательной среды, уменьшая заданный уровень расхода, что приводит к снижению концентрации углеродного субстрата в ферментере 1, и на регулятор 6 расхода воздуха на аэрацию, увеличивая заданное значение расхода воздуха, что приводит к увеличению концентрации растворенного кислорода в культуральной среде. Процесс уменьшения заданного значения расхода питательной среды и увеличения заданного значения ра хода воздуха на аэрацию продолжается до тех пор, пока концентрация этанола в культуральной среде перестанет увеличиваться, т.е. процесс брожения окончится и установится норКонцентрация этанола, о мальный технологический процесс культивирования микроорганизмов, Изменение задания для регуляторов расхода питательных веществ и воздуха в

5 зависимости от текущего значения концентрации этанола в культуральной среде осуществляется следующим образом, путем умножения численного значения задания на поправочный (корректирующий) коэффици10 ент, полученный экспериментально.

Если значения концентрации этанола в культуральной среде меньше 1 g, (следы), то поправочный коэффициент равен 1, если же значения более 1, то поправочные коэф15 фициенты будут иметь значения, приведенные в табл.1 и 2, В зависимости от выбранного типа измерительного преобразующего прибора выходные сигналы по каждому каналу

20 преобразуются в соответствующий выходной сигнал, поступающий на задатчики соответствующих регуляторов.

Предложенный способ позволяет повысить точность регулирования по сравнению

25 с прототипом, так как позволяет одновременно устранить две причины изменения путей метаболизма: избыток углеродного субстрата и недостаток растворенного кислорода, 30

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов по автсв. N 134б676, о т л и ч а ю щ и й35 с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, регулируют расход воздуха на аэрацию с коррекцией в зависимости от концентрации этанола в культуральной среде.

Попоавочный коэффициент

1684341

Таблица Г

Поправочный коэффициент для изменения задания на расход питательных веществ (мелассы при производстве хлебопекарных дрожжей )

Составитель В. Новиков

Редактор Т, Клюкина Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 3486 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101