Система автоматического управления полупериодическим процессом культивирования микроорганизмов

СОЮЗ СОВЕТСКЩСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) ЯО 1 А 1 12 С 1 3/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ цЩОВЗНАЯ Бди ф Б 1 БЮО-1АВТОРСКОМУ СТ ельным механизм Н контур регулир вающего субстр исполнительньпч пает -щих регулятора, вход кот к датчику расхода ти к чен нта рого подрующегояет учесроста ми анная система позв логические свойств изикроорга- выход низ мов биомас тем самьпмикроорган овыси мов ил,Сущность изобре следующем, В проия микроорганизмо ния заключается ссе культивиров ующ в расхода ферментациирости ростаддержпвая эк тем самым ) го агента во врем пропорционален ск микростпеанизмовьную велич есп(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПЕРИОДИЧЕСКИ 1 ПРОЦЕССОМКУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ(57) Изобретение относится к областиавтоматического управления процессомкультивирования микроорганизмов иможет быть использовано на предприятиях микробиологической промышленности, например, при производстве биомассы микроорганизмов. Цель изобретения - повьппение выхоца биомассы,Система автоматического управленияпроцессов культивирования микроорганизмов Рзепйошопаз рва.Ыа, содержащая контур регулирования рН среды сдатчиком рН, соединенный с исполниИзобретение относится к автоматическому управлению процессом культивирования микроорганизмов и может бь.ть использовано на предприятиях микробиологической промьппленности, например, при производстве биомассы микроорганизмов Рвеийошопаз рпйЫа.Цель изобретения в повьппение выхода биомассы за счет учета физиолот ом на линии подачи титрующего агента через регулятор рования подачи подпитыата, соединенный смеханизмом на линии подачи подпитывающего субстрата через регулятор расхода, датчик расхода титрующего агента и экстремальный регулятор, который на основе посту ющей информации вырабатгпвает дискр но постоянный сигнал управления, слу.жащий заданием регулятора расхода таким образом, чтобы изменение расхода подпитывающего субстрата приводило к поддержанию экстремального значения расхода титруюшего агента, а тем самым и к поддержанию жизнедеятельности микроорганизмов. При этом задающий вход регулятора расхода соединен с сумматором сигналов, поступаю от датчика концентрации микроорганизмов и с выхода экстремального еских свойств роста микроорганичивается экстремальное значение р Х.Однако, часть субстрата, поступающегов ферментер, идет для поддержанияжизнедеятельности микроорганизмов Х,Необходимо при управлении учитыватьэту величинуПри помощи экстремального регулятора можно подпитку субстратомосуществлять таким образом, что расход титрующего агента принимал экстремальное значение в виде максимума .путем осуществления подпитки субстратом с учетом концентрации биомассы вферментере, это добивается соединением задающего входа регулятора расхо1да с блоком суммирования сигналов,поступающих от датчика концентрациимикроорганизмов и выхода экстремального регулятора, вход которого подключен к датчику расхода титрующегоагента.На чертеже изображена система автоматического управления процессомкультивирования микроорганизмов. 25Система содержит контур регулирования рН среды в ферментере .1, состоящей из датчика 2 рН, соединенного с регулятором 3 рН, выход последнего связан с исполнительным механизмом 4 установленным на линииподачи титрующего агента, контур регулирования подачи подпитывающегосубстрата, состоящий из датчика 5расхода, соединенного с регулятором6 расхода, выход последнего соединенс исполнительным механизмом 7, установленным на линии подачи подпитывающего субстрата, датчик 8 расхода титрующего агента, установленный на линии подачи .титрующего агента, соединен с входом экстремального регулятора 9, сумматор 10, соединенный сблоком 11 определения концентрациимикроорганизмов и выходом экстремального регулятора 9, а выход сумматора10 соединен с задающими входом регулятора 6 расхода подпитывающего субспрата,Управление полупериодическим процессом осуществляется следующим образом.В ферментере 1 происходит процессполупериодического культивированиямикроорганизмов. Сигнал с датчика2 рН поступает на регулятор 3 .рН, который вырабатывает управляющий сиг-.нал для исполнительного механизма 4,изменяющего расход титрующего агента и поддерживающего, таким образом, рН среды на заданном значении. Сигнал с датчика 5 расхода подпитываю-. щего субстрата поступает на вход регулятора 6 расхода, на задающий вход последнего поступает сигнал от сумматора 10, Регулятор 6 сравнивает эти сигналы и вырабатывает управляющий- сигнал для исполнительного механизма 7, изменяющего расход подпитываю- щего субстрата до значения, соответствующего заданному, В то же время сигнал от датчика 8 расхода титрующего агента, отражающий скорость рос та микроорганизмов, поступает на . вход экстремального регулятора 9, Последний на основе поступающей информации вырабатывает сигнал управле - ния, служащий заданием регулятору 6 расхода и поступающий на задающий вход регулятора 6 расхода посредством сумматора 1 О, Управление осуществляется таким образом, чтобы изменение расхода подпитывающего .субстрата приводило к поддержанию максимального значения скорости роста микроорганизмов, причем подача субстрата корректируется по сигналу, поступающему от блока 11 определения концентрации микроорганизмов, представляющего собой датчик измерения оптической плотности среды или для цветонепроницаемости сред флуоресценцорный датчик. Экстремальное значение скорости роста микроорганизмов в виде максимума достигается таким образом. Если предыдущая коррекция управляющего сигнала на выходе экстремального регулятора 9 приводит к увеличению сигнала на его входе, то последующая коррекция уровня управляющегосигнала экстремального регулятораосуществляется в том же направлении,что .и предыдущая и наоборот.Предлагаемая система автоматического управления полупериодическимпроцессом культивирования микроорганизмов позволяет оптимизировать усло,вия культивирования микроорганизмови повысить выход биомассы в проведенных сериях экспериментов на 6,1 Е и23,17. по сравнению с известными системами,формула изобретенияСистема автоматического управления полупериодическим процессом культивирования микроорганизмов, содержаЗаказ 1674/28 Тираж 501 ПодписноеВНИКЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.У)кгород, ул. Гагарина, 101 щая контур регулирования рН среды, включающий датчик рН, соединенный через регулятор рН с исполнительным механизмом установленным на линии поР5 дачи титрующего агента, и контур регулирования подачи подпитывающего субстрата, включающий датчик расхода подпитывающего субстрата, соединенный с исполнительным механизмом, ус тановленным на линии подачи подпитывающего субстрата через регулятор расхода,. датчик расхода титрующего 116агента и экстремальный регулятор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения выхода биомассы микроорганизмов, она снабжена соединенными между собой блоком определения концентрации микроорганизмов и сумматором, второй вход которого подключен к экстремальному регулятору, а выход - к регулятору расхода подпитывающего субстрата, при этом датчик расхода титрующего агента связан с экстремальным регулятором.