Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

(71) Научно-производственное гидролизное объединение фГидролизпромф(54) (57) СПОСОВ АВОМАИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯМИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающийрегулирование подачи питательной. среды, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности, измеряют концентрацию кислорода в пене, .а подачу пита."тельной среды корректируют в зависимости от измеренного параметра.1011687 10 21 - СврЬ 0,022 ВНИИПИ Заказ 2688/32 Тираж 521 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 Изобретение относится к способамавтоматического управления процессом выращивания микроорганизмов,например дрожжей, и может бытьиспользовано в микробиологическойпромышленности, в частности в гидролиэном производстве.Известны способы автоматическогоуправления процессом выращиваниямикроорганизмов путем регулированияподачи питательной среды 13 и 1,2 ).Недостатком известных способовявляется невысокая эффективностьуправления, поскольку регулированиее подачи воздуха в зависимости отконцентрации растворенного кислорода, 15 от количества выделяющегося углекислого газа, определяемого по расходу воздуха и концентрации углекислого газа в отходящих газах, невсегда обеспечивает нужное реагиро вание на изменение условий жизнедеятельности микроорганизмов, вследствие недостаточной информативности указанных .признаков. Определение же количества утилизированного микро организмами газа путем раздельных подач доэ газа и последующего изменения падения давления в условиях гидролизно-дрожжевого производства ведет ж резкому снижению эффективности управления вследствие уменьшения производительности ферментеров.Цель изобретения - повышение производительности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов путем регулирования подачи питательной среды дополнительно измеряют концентрацию кислорода в пене, а подачу 40 питательный среды корректируют в зависимости от измеренного параметра.Перерабатываемые гидролизные среды обладают повышенной пенообраэующей способностью и основной фактор, определяющий эффективность управления ферментером (его производительность), это процесс массообмена кислорода в среде, протекающий в основном в мелкой (динамической) 50 пене. Экспериментально установлено, что между концентрацией кислорода в пене(С) и нагрузкой на аппарат (количеством перерабатываемх сахаровв единицу времени, кг/ч) О,рв сущест" 55 вует линейная связь, выраженная следующим уравнениемФ.С: 21 - Кар (1) где К - (в зависимости от конструкции аппарата) изменяется впределах от 0,015 до 0,03,Таким образом, измеряя концентрацию кислорода и пене, определяют нагрузку на аппарат и в соответствии с полученным значением изменяют подачу питательной среды. На чертеже представлена блок-схема осуществления способа.Схема включает в себя ферментер 1, датчики 2 и 3, соответственно, концентрации кислорода в пене и расхода питательной среды регулятор 4, ис-, полнительный механизм 5 и функциональный блок б. П р и м е р. В Ферментер 1 подают субстрат с концентрацией сахаров 0,6-0,8, расход субстрата определяют с помощью датчика 3 расхода, сигнал с которого поступает на вход регулятора 4. Сигнал с датчика 3 концентрации кислорода в пене, пропорциональный текущему значению концентрации кислорода в пене, поступает на вход функционального блока б, который в соответствии с формулой (1), (для условий дрожжечанов с эрлифтной системой воздухораспреде- ления) имеет вид вырабатывает задание на изменениеподачи питательйой среды (субстрата).Си гн ал с выхода Фун кциональногоблока б поступает на вход регулятора 4, который на основе сравнениясигналов от датчика расхода 3 и блока б выдает сигнал на управлениеработой исполнительного механизма 5.Последний осуществляет коррекциюподачи питательной среды (субстрата)в зависимости от измеренного значения концентрации кислорода в пене. Предварительные испытания предлагаемого способа, проведенные на Тавдинском гидролиэном заводе покаэывают, что его использование позволяет повысить производительность ферментера на 8-10 за счет коррекцииподачи питательной среды в Ферментер,поскольку концентрация сахаров всубстрате нестабильна. Так, например,при потоке 100 м/ч и значении измеренного параметра (концентрациикислорода в пене) 5, скорректированное значение по подаче субстратасоставляет 112 м/ч, что соответствует увеличению нагрузки (а значит и увеличению производительности)на 12.