Установка для культивирования микроорганизмов

 

СОюз СОбвтсннх

СОцнапнстнчвскнх

Рвсвубннк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ о>871157 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170180 (21) 2871210/28-13 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано р 7.1(181.Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07.1Q81 (51)М. КлЗ

G 05 0 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (533 УДК 663.1 (088.8) Г--В.и.смолил и В.И.Горячев:

> (72) Авторы изобретения

Специальное конструкторское бюр. биологического приборостроения AH СССР (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробио- логической промышленности.

Известна установка для культивирования микроорганизмов, включающая ферментер, мешалку с электродвигателем, систему подачи воздуха на аэрацию, состоящую из регулятора числа оборотов скорости вращения мешалки, связанной с исполнительным механизмом системы регулирования подачи воздуха на аэрацию через пусковое устройство и блок управления многокомпонентной подачи пнтателЬных- сред (1) .

Однако такая установка имеет слож- 15 ную конструкцию, двойную систему датчиков растворенного кислорода в суспензии и углекислого газа в отходящих газа, контактные устройства, включенные в систему управления пода- 20 чи воздуха, управляющие пусковым двигателем в случае изменения числа оборотов, и управляемый регулируемый вентиль которые вместе взятые пред"

25 назначены для регулирования подачи воздуха, Целью изобретения явлЯется повышение надежности путем обеспечения подачи питательных сред и воздуха в зависимости от возрастания плотнос- 30 ти и вязкости перемешиваемой культуральной жидкости.

Цель достигается тем, что установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер с мешалкой, электродвигатель, регулятор скорости вращения мешалки и блок управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха, сн бже блоком рассогласования с задатчиком и индикатором скорости вращения вала электродвигателя, соединенным с регулятором скорости вращения мешалки, выход которого подключен к блоку рассогласования и через измеритель мощности к электродвигателю, при этом блок рассогласования соединен при помощи регулятора с блоком управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха.

На чертеже изображена схема установки

Установка для культивирования микрооорганизмов содержит фермент 1 с мешалкой 2, приводимой во вращение электродвигателем 3, регулятор 4 скорости вращения мешалки и блок 5 управления многбкомпонентной подачей питательных сред и воздуха.

871157 где М — момент на валу, расстояние от центра лопасти мешалки до вала; ц — вязкость среды;

5 с- удельный вес среды;

На валу электродвигателя 3 установлен индикатор б скорости вращения.

В цепи управления электродвигате" лем 3 на выходе регулятора 4 установлены измеритель 7 мощности, потребляемой электродвигателем, и блок 8 рассогласования с эадатчиком 9, имеющим устройство установки нуля. В цепи управления блоком 5 многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха установлен после блока 8 рассогласования пропорциональный регулятор

10, исполнительные устройства 11 и трубопроводы 12, подводящие питательные среды и воздух в ферментер.

Установка для культивирования работает следующим образом. с

В ферментер 1 заливают питательную среду, в которую производят по„сев культуры микроорганизмов.. Установка подключается к сети переменного тока. На регуляторе 4 скорости 20 вращения оператором задается определенная частота вращения вала электродвигателя 3, которая в процессе эксперимента посредством обратной связи от индикатора б скорости вращения под-gg держивается постоянной. . Включается в работу электродвигатель 3 и производится замер потребляемой мощности с помощью измерителя 7 мощности. Установленное значение потребляемой мощности при заданной оператором скорости вращения мешалки по" дается на блок рассогласования, где с помощью эадатчика 9 балансируется до установки 0 .

На пропорциональном регуляторе 10 оператором в соответствии с программой эксперимента задается соответствующее значению 0 соотношение управляющих сигналов,к поступающим от измерителя 7 мощности и в соответ- 40 ствии с ними процентное соотношений количества подаваемых питательных сред и воздуха на блоке 5 управления их подачей.

По мере роста культуры микроорга-. низмов плотность и вязкость среды возрастают, что ведет к увеличению сил сопротивления перемешиваемой среды на лопасти мешалки 2.

В связи с тем, что регулятор 4 ско- рости вращения,: получая обратную связь с индикатора 6 скорости вращения,,автоматически поддерживает заданную частоту вращения мешалки 2, мощность затрачиваемая на перемешивание, возрастает в соответствии с формулой

Ч - скорость вращения мешалки на расстоянии от центра вала;

g — 9,82 м/сек ;

g — площадь лопастей мешалки ; еС- угол атаки лопасти;

С вЂ” 1,1 — 1,12, коэффициент приведения формы лопасти, стоящей поперек потока.

Автоматическое изменение угла атаки лопастей при постоянстве оборотов приводит при возрастании вязкости и плотности среды к резкому, на порядок выше, чем при обыкновенной мешалке, возрастанию мощности на валу электродвигателя. Увеличение затрат мощности регистрируется измерителем 7 мощности и блоком 8 рассогласования. Поступивший сигнал увеличения затрат мощности.отклоняет установку 0 от заданного оператором значения и блок 8 рассогласования автоматически подает команду на пропорциональный регулятор 10, в.соответствии с которой пос" ледний отрабатывает командные управляющие сигналы на блок 5 управления подачей питательных сред и воздуха, который обеспечивает в процорциональном, заданном оператором соотношении срабатывание исполнительных устройств

11 на увеличенную подачу питательных сред и воздуха, необходимых для питания возросшего количества микроорганизмов .(их концентрации).

Таким образом, в установке с помощью установленных блоков осуществляется. подача питательных сред и воздуха в зависимости от затрат мощности на перемешивание, т.е. в зависимости от плотности и вязкости перемешиваемой среды или в конечном счете в зависимости от концентрации культуры микробрганизмов в культуральной жидкости.

При увеличении затрат.мощности пропорционально увеличивается подача питательных сред и воздуха, при уменьшении затрат мощности наоборот . сокращается (уменьшается) подача питательных сред и воздуха.

Пэ показаниям измерителя 7 мощнос-. ти с приложением соответствующей заранее оттарированной номограммы можно косвенным образом судить о плотности и вязкости культуральной жидкости, а при графическом построении кривой потребления мощности можно определять и производить относительную кривую скорости роста культуры микроорганизмов, т.е. в данном случае система автоматического управления процессом, включающая в себя индикатор 6 скорости, регулятор 4 скорости вращения, измеритель 7 мощности и блок 8 рассогласования может выполнять косвенным образом роль плотиомера.

Формула изобретения

Установка для культивирования микроорганизмов, содержащая фермен871157

Составитель Г.Богачева

Техред А.Бабинеи Корректор Н.Швыдкая

Редактор Л.Павлов

Заказ 8435/21 Тираж 943 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 тер с мешалкой, электродвигатель, регулятор скорости вращения мешалки и блок управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности установки, она снабжена блоком рассогласования с задатчиком и индикатором скорости вращения вала электродвигателя, соединенным с регулятором скорости вращения мешалки, выход которого подключен к блоку рассогласования и через измеритель мощностик электродвигателю, при этом блок . рассогласования соединен при помощи регулятора с блоком управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельствО СССР

Р 401704, кл.. С 12 В 1/08, 1974.