Система автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН иЯО 1010608 А И 6 05 В 27/00 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСИ св. Р 903823, отлич аю с я тем, что, с целью пов точности управления и степе пользования редуцирующих ве она снабжена дополнительным тором с исполнительным меха установленным на линии воэв после сепарации на фермента массы микроорганизмов, при второй выход блока определе рости роста микроорганизмов нен с регулятором воэвращае ле сепарации на ферментацию сы микроорганизмов.(61 (21 (22 й ин о СС 80. ГО ОВА соедимой пос- биомасР.Ю.С(54) (УПРАВНИЯ М 9038233318384/28-1309.07.8107.04.83. Бюл. Р 13Д.Э.Бярулис, Ю-К.Ю.Станишкимутис и Ю.Ю.БазявичюсКаунасский политехническт им. Антанаса Снечкуса663.1(088.8)1. Авторское свидетельст823, кл. С 05 0 27/00, 157) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРИКРООРГАНИЗМОВ по авт. щая ышения ни исществ,регулянизмом ращаемой цию биоэтом ния скоизобретение относится к микробиологической промышленности,в частности к устройствам управления процессом культивирования микроорганизмов,По основному авт.св. Р 903823известна система автоматическогоуправления процессом культивирования микрооргаНизмов, включающая датчик рН, связанный через регуляторрН с исполнительным механизмом, ус Отановленным на линии подачи аммиачнойводы, и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, а также последовательно установленные блоки определения 15параметров автоколебаний рН и определения скорости роста микроорганизмов, при этом вход блока определения параметров автоколебаний рНподключен к регулятору рН, а выход Облока определения скорости роста микроорганизмов через дополнительныйрегулятор связан с исполнительныммеханизмом, установленным на линииподачи питательных солей 1 . 25Данная система не обеспечиваетнеобходимую точность управления подачей питательных солей и воды наразбавление, а также достаточнуюстепень использования редуцирующихвеществ,Цель изобретения - увеличениеточности управления и повышениестепени использования редуцирующихвеществ.Указанная цель достигается тем,что система автоматического управления процессом культивированиямикроорганизмов дополнительно снабжена регулятором с исполнительныммеханизмом установленным на линии 40возвращаемой после сепарации на фер.ментацию биомассы микроорганизмов,при этом второй выход блока определения скорости роста микроорганизмов соединен с регулятором возвращае 45мой после сепарации на ферментациюбиомассы микроорганизмов. На чертеже изображена структурная схема предлагаемой системы.Система автоматического управления 5 О процессом культивирования микроорганизмов содержит датчик 1 рН, связанный через регулятор 2 рН с исполнительным механизмом 3, установленным на линии подачи аммиачной 55 воды, регулятор 4 и исполнительный механизм 5, установленный на линии подачи воды на разбавление и питательных солей, регулятор б и исполнительный механизм 7, установ О ленный на линии подачи части биомассы микроорганизмов, возвращаемой после сепарации в сепараторе 8 обратно в ферментер 9, блок 10 определения параметров автоколебаний рН блок 11 определения скорости ростамикроорганизмов, при этом вход блока 10 определения параметров автоколебаний рН подключен к регулятору 2 рН, а выход блока 11 определения скорости роста микроорганизмовчерез регулятор 4 связан с исполнительным механизмом 5, установленным на линии подачи питательныхсолей, и через дополнительный регулятор б связан с исполнительныммеханизмом 7, установленным на линии подачи возвращаемой после сепарации на ферментацию бномассы микроорганизмов.Система работает следующим образом.Сигнал с датчика 1 рН поступаетна вход позиционного регулятора 2 рН,который сравнивает заданное значение рН с текущим и формирует управляющий сигнал для исполнительногомеханизма 3, установленного на линииподачи аммиачной воды в ферментер,Появляющиеся при этом автоколебаниярН поступают в блок 10 определенияпараметров автоколебаний рН. В бло-,ке 11 определения скорости роста микроорганизмов определяется скоростьроста микроорганизмов, Сигнал сблока 11 определения скорости ростапоступает на регуляторы 4 и б, управляющие исполнительными механизмами 5 и 7, установленными на линиях воды с питательными солями ибиомассы микроорганизмов, возвращаемой после сепарации на ферментацию, соответственно,В процессе культивирования микроорганизмов концентрация редуцирующих веществ, в сусле, поступающем в ферментер, колеблется, Резкое увеличение концентрации редуцирующих веществ снижает степень использования их из-за перехода режима культивирования с лимитацией по концентрации редуцирующих веществ в режим с лимитацией по концентрации другого питательного компонента, чаще всего кислорода. С другой стороны, увеличение концентрации редуцирующих веществ в сусле вызывает увеличение скорости роста микроорганизмов, что определяет блок 10 определения скорости роста микроорганизмов, который вырабатывает сигналы, поступающие на регуляторы 4 и б. Регулятор 4 увеличивает подачу воды на разбавление и питательных солей при помощи исполнительного механизма 5 и тем самым уменьшает концентрацию редуцирующих веществ, а регулятор б увеличивает подачу части биомассы микроорганизмов, воз. вращаемой после сепарации обратноЗаказ 2487/37 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в ферментер,и тем самым увеличиваетконцентрацию биомассы микроорганизмов в ферментере, что способствуетподдержанию концентрации остаточныхредуцнрующих веществ на постоянномуровне. Таким образом, совместная работа этих двух регуляторовобеспечивает такой режим культивирования, при котором поддерживаетсявысокая степень использования редуцирующих веществ даже при сильныхколебаниях концентрации редуцирующих веществ в сусле. Экспериментальное исследованиепредлагаемой системы управления на ферментационной установке ФУпо" казывает, что по сравнению с прототипом повышается точность управления подачей питательных солей и воды на разбавлениеи концентраци" ей остаточных редуцирукицих веществ примерно на 2-2,5, при этом степень использования редуцирующих ве ществ повышается на 3-4%. Колебанияконцентрации редуцирующих веществ составляют 1,55-1,97.