Способ автоматического управления периодическим процессом выращивания клеток животных в ферментаторах с мешалкой

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕаЪ БЛИН 0 27 Ш 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ьство СССР /00, 1983. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТ(71) Грозненское. научно-производственное объединение "Промавтоматика"и Всесоюзный научно-исследовательский институт биологической нромышленности(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ КЛЕТОК ЖИВОТНЫХ В ФЕРМЕНТАТОРАХ С МЕШАЛКОЙ (57) Изобретение относится к биологической, микробиологической и медицинской промьппленности.,С целью увеличения выхода целевого продукта эа счет повышения качества управления измеряют расход воздуха на азрацию датчиком 2 и через регулятор 3 управляют исполнительным механизмом 4 на линии подачи воздуха в ферментатор 1, задание регулятору 3 корректируют по результирующему сигналу с сумматора 9, куда поступают сигналыс регулятора 8 парциального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода и с регулятора-компенсатора 10 скорости вращения мешалки. 1 ил.ЮИзобретение относится к способамравления процессом периодическогоыращивания клеток животных и может быть использовано в биологической Микробиологической и медицинской проМьппленности.Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта эа счет повы 1 пения качества управления. 10При культивировании клеток животых на микроносителях по мере накопения культуры масса микроносителя величивается, поэтому в процессе ультивирования клеток животных с 15 елью предотвращения оседания микроосителей оператор вручную или ступенато увеличивает скорость вращения ешалки.Исследования аэробных клеток пока- О али, что коэффициент передачи объек- а по каналу регулирования расход воздуха - парциальное давление кис,лорода в 5-10 раз меньше коэффициента передачи объекта по каналу регули рования число оборотов мешалки - пар 1 иальное давление кислорода, при этом постоянные времени объекта о указанным каналам регулирования Ьоставляют 30-40 мин. ЗОЭто обстоятельство обусловливает при изменении или переключении скоости вращения мешалки появление озмущающих воздействий на систему егулирования парциального давления ислорода, которые могут привести резкому увеличению значения парци. ьного давления кислорода и выхоу за установленные пределы на длительное время. Это ухудшает усло- щО вия культивирования следовательно, уменьшается выход целевого продукта, Поэтому при изменении подачи воздуха на аэрацию заданное значение подачи воздуха необходимо определять с учетом не только текущего значения парциального давления кислорода в культуральной жидкости, но и скорости вращения мешалки, что позволяет упредить изменение парциального давления при переключении скорости вращения мешалки, т.е. исключить на" рушение хода процесса и увеличить выход целевого продукта.На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого автоматического управления процессом периодического культивирования клеток животных. Устройство содержит ферментатор 1, датчик 2 расхода воздуха, связанный с регулятором 3 расхода воздуха на аэрации, соединенным с исполнительным механизмом 4, датчик 5 парциального давления кислорода, связанный с регулятором б подачи азота, соединенным с клапаном 7 на линии подачи азота и ферментатор, и регулятором 8 парциального давления растворенного в культуральной жид" кости кислорода, соединенным с сумматором 9, связанным с регулятором 3 расхода воздуха на аэрации и регулятором-компенсатором 10 скорости вращения мешалки, соединенным с датчиком 11 скорости вращения мешалки.Устройство работает следующим образом.При значении парциального давления кислорода выше заданного значения при постоянной скорости вращения мешалки регулятор б подачи азота открывает клапан 7, установленный на линии подачи азота, и держит его от" крытым до тех пор, пока текущее зна- чение парциального давления кислоро. да не достигнет заданного значения, а регулятор 8 парциального давления кислорода вырабатывает управляющий сигнал, соответствующий текущему значению парциального давления кислорода от датчика 5, который поступает в в сумматор 9. В сумматор 9 от регулятора-компенсатора 10 скорости мешалки со знаком "минус" поступа-ет управляющее воздействие, соответствующее текущему значению скорости вращения мешалки. Результат суммирования двух управляющих воздействийот регуляторов 8 и О поступает с сумматора 9 в качестве задания на регулятор 3 расхода воздуха. Регулятор 3 расхода воздуха прикрывает исполнительный механизм 4, установлен" ный на линии подачи воздуха, расход воздуха в аппарате уменьшается.При изменении парциального давления ниже заданного значения и постоянной скорости вращения мешалки регулятор 8 вырабатывает управляющее воздействие в соответствии с теку" щим значением парциального давления кислорода больше предыдущего, которое поступает в сумматор 9, куда пос-., тупает со знаком "минус" от регулятора-компенсатора 10 скорости вращения мешалки управляющее воздействие,404клеток животных по сравнению с прототипом позволяет увеличить выход целевого продукта на 5 . Формула и э о б р е т е н и я Составитель В.НовиковРедактор Л.Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга Заказ 7454/54 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з4553 соответствующее текущему значению скорости вращения мешалки, результирующий сигнал с сумматора 9 увеличивает задание регулятору 3 расхода. Регулятор 3 приоткрывает исполнитель 5 ный механизм 4, расход воздуха увеличивается.При переключении скорости вращения мешалки в большую сторону регулятор-компенсатор 10 вырабатывает управляющее воздействие, по абсолютному значению превышающее предыдущее, которое, поступает в сумматор 9 со знаком "минус, куда поступает 15 управляющее воздействие со знаком "плюс" с регулятора 8. Результат уменьшает задание регулятора 3 расхода воздуха.Регулятор 3 прикрывает исполнительный механизм 4, расход воздуха уменьшается, предотвращая резкое увеличение и выход за установленное значение парциального давления кислорода при изменении скорости враще ния мешалки. Использование предлагаемого способа автоматического управления периодическим процессом выращивания 30 Способ автоматического управления периодическим процессом выращивания клеток животных в ферментаторах с мешалкой, предусматривающий измерение парцнального давления растворенного в культуральной жидкости кислорода, изменение подачи азота в зависимости от парциального давления растворенного в культуральной жицкости кислорода и регулирование подачи воздуха на аэрацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта за счет повышения качества управления, измеряют расход воздуха на аэрацию и скорость враще ния мешалки, а регулирование подачи воздуха на аэрацию осуществляют в зависимости от измеренного значения4его расхода с коррекцией в зависимости от измеренных эначейий скорости вращения мешалки и парциального дав . ления растворенного в культуральной жидкости кислорода.