Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

 

ОЛ ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ

Союз Соватсиын

Социапмстичвскин

Республик (п>903823 (В1) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 05,05.80 (21) 2919545/28-13 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.82. Ькмлетеиь М 5 (и}м. Кл.

С 05 О 27/00

3Ьвудврственный квинтет

СССР

60 делам нзебретевнй и еткрытнй (53) УА 66З. .1 (088. 8) Дата опубликования описания 10 .02.82

P.Ю. Симутис, Ю.-К.Ю. Станишкис и Л.-P. Коцюс

{72) Авторы изобретения, : 1

Антанаса Снечкуса

Каунасский политехнический институт им. (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к микробиоло-. гии, в частности к устройствам управления процессом Ферментации.

Известна система автоматического управления процессом культивирования

S микроорганизмов, включающая датчик рН, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей(1).

Однако известная система не .обеспечивает необходимой точности регулирования подачи питательных соЛей изза отсутствия контроля скорости роста и концентрации микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.

Указанная цель достигается тем, что система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, включающая датчик-рН, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и ис" полнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, снабжена последовательно установленными блоками определения параметров автоколебаний рН и определения скорос" ти роста микроорганизмов, при этом вход блока определения .параметров автоколебаний рН подключен к регулятору рН, а выход блока определения скорости роста микроорганизмов через дополнительный регулятор связан с ис; полнительным механизмом, установленным на линии подачи питательных солей.

На чертеже изображена структурная схема системы автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.

Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов содержит датчик рН 1, свя занный через регулятор рН 2 с испол903823 нительным механизмом 3, установленным на линии подачи, аммиачной воды, исполнительный механизм 4, установленный на линии подачи питательных солей, блок 5 определения параметров $ автоколебаний рН, блок 6 определения скорости роста микроорганизмов,. при этом вход блока 5 определейия параметров автоколебаний рН подключен к регулятору рН 2, а выход блока 6 определения скорости роста микроорганизмов, через дополнительный регулятор

7, связан с исполнительным механиз" мом 4, установленным на линии подачи питательных солей. 3$

Система работает следующим образом.

Сигнал с датчика рН 1 среды поступает на позиционный регулятор рН 2, который сравнивает заданное значение рН среды с текущим и формирует сигнал для исполнительного механизма 3, включающего или выключающего подачу аммиачной воды в ферментер.

В зависимости от зоны нечувствительности регулятора в системе появляются автоколебания рН среды с постоянной амплитудой А = p рН. При этом скорость снижения рН среды пропорциональ-. на скорости роста микроорганизмов, а скорость увеличения рН среды пропорцмональна разнице между скоростями подачи аммиачной воды и роста микроорганизмов, Поэтому значения рН,1 и

РН среды достигаются за определенные з$ интервалы времени t и й2, соответственно с уравнениями

g pH/t, = k Q 1,1ц Мгфх (1 ) д РН/ t2 = k

1 ности среды от значения рН4 до рН2

- время снижения кислотнос"

2. ти среды от значения рН до рН1; 4$ — скорость подачи аммиачной воды на подщелачивание среды;

k,К - постоянные коэффициенты; дрН - амплитуда колебаний рН $в среды, определяемая зоной нечувствительности двухпозиционного регулятора.

Если Рыи поддерживать постоянным, то скорость роста микроорганизмов определяют уравнением ,фх — /kg 1„„ pH(t й1 )/ х () . t )/21

В блоке 5 определения параметров автоколебаний рН среды измеряется продолжительность увеличения и продолжительность.снижения рН среды для текущих автоколебаний, В блоке 6 определяют скорость роста микроорганизмов по уравнению (2). Сигнал с блока 6 подается wa регулятор 7, задание которого меняется согласно с величиной подаваемого сигнала. Регулятор 7 формирует сигнал в зависимости от которого исполнительный механизм увеличивает или уменьшает подачу питательных солей в ферментер.

Таким образом, предложенная система автоматического управления повышает точность регулирования процесса культивирования микроорганизмов, что позволяет лучше использовать питательные соли и увеличить выход готовой продукции..

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, включающая датчик рН, связанный через регулятор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности регулирования, она снабжена последовательно установленными блоками определения параметров автоколебаний рН и определения скорости роста микроорганизмов, при этом вход блока определения параметров автоколебаний рН подключен к регулятору рН, а выход блока определения скорости роста микроорганизмов через дополнительный регулятор связан с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи питательных солей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 527472, кл. С 12 В 1/08, 05.09.76.

903823

Составитель A. Алмазов

Редактор А. Козориз Техред И.Рейвес

Корректор А. Гриценко

Заказ 113/28

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4