Способ автоматического управления процессом ферментации

ных субстратов, сопровождающееся выделением в окружающую среду органи ческих кислот. При недостатке питательного субстрата микроорганизмы начинают потреблять органические кислоты с выделением в среду щелочных продуктов метаболизма. Изменение рН среды воспринимается датчиком 2, преобразунаим его в сигнал, поступающий в регулятор 3, который выдает сигнал на клапан 4 на линии подачи субстрата в ферментатор 1. Расход субстрата измеряется датчиком 5, сигнал с которого поступаетв блок 6 вы числения задания на расход титранта и в котором он умножается на коэффициент пропорциональности, определенный заранее для конкретного процесса и ферментатора. Например, для про цесса биосинтеза пенициллина значение этого коэффициента находится в пределах 0,01-0,05. По информации о расходе титранта, поступающей от датчика 8, и задании полученном от бло ка 6, регулятор 7 вырабатывает сигнал на клапан 9 на линии подачи титранта.Если в результате каких-либо возмущений состояние процесса изменяется и потребление субстрата, например, З 0 уменьшается то из-за избытка субстрата.в среде начинают накапливаться кислые продукты, выделяемые в среду . при потреблении субстрата микроорганизмами, Поэтому рН среды уменьшается, и регулятор 3 уменьшает расход субстрата и соответственно уменьшается и расход титранта.Если потребление субстрата увеличивается, образуется недостаток субстрата и потребляются органические кислоты с выделением в среду щелочных метаболитов. При этом рН среды увеличивается, регулятор 3 увеличивает расход субстрата до тех пор, пока 45 расход субстрата не будет соответствовать новым потребностям культуры, а рН останется на заданном уровне,Таким образом, всегда поддерживается заданное значение РН среды 50 и расход субстрата, соответствующий потребности культуры.В результате оптимальных условий ферментации биомасса и вязкость среды могут достигнуть таких значений, что массопередача между различными фазами культуры (газовой, жидкой и твердой) сильно ухудшается и произ" водительность процесса резко снижает ся. Например, при получении пенициллина параметры хода процесса ферментации заметно ухудшаются при увеличе-,нии концентрации биомассы более 30 по объему. Снижение продуктивностипроцесса при этом может достигать30 . и более.Дпя предотвращения этого контролируют вязкость среды датчиком 10вязкости, который при превышении вязгкостью определенного значения выдаетсигнал в блок 11, который производиткорреКтировку коэффициента пропорциональности (в сторону уменьшенияна определенную заранее заданнуювеличину в блоке 6). Вследствие этого уменьшается задание регулятору7 и после переходного процесса расход титранта уменьшается. В результате уменьшения расхода титранта рНсреды уменьшается и регулятор 3 уменьшает расход субстрата. Соответственно через блок 6 уменьшается расходтитранта, причем рН среды еще уменьшается. Но из-за уменьшения расходасубстрата начинают потреблятьсяорганические кислоты,что приводит кповышению рН среды. В результатедействия этих противоположных процессов система плавно переходит вновое равновесное состояние, при этомрН остается прежним, а расход субстрата и его концентрация в средеуменьшаются. Из-за дефицита субстра-,та биомасса и вязкость среды начина"ют уменьшаться. Когда вязкость станетменьше заранее заданной величины,блок 11 вновь устанавливает в блоке6 повышенный коэффициент пропорциональности.Некоторое снижение производительности процесса при этом совершеннонезначительно по сравнению с последствиями ухудшения массопередачи всреде при неконтролируемом росте вязкостиСреднее значение повышения производительности при его реализации попредлагаемому способу по сравнению спрототипом составляет 17,6 . за счетболее точного поддержания концентрации субстрата в среде,Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом ферментации, включающийизмерение рН среды, расходов субстраТиа,оаюл аснобание) Составитель В. СенкевичТехред Л.Олийнык Корректор С. Шев актор Н. Киштулине Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб., д. 4/5 Заказ 25 ВНИИПИ Г Тираж 4 сударственного комитета по113035, Москва, ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 5 1588753 6та и титранта, изменение расхода суб- ют пропорционально расходу субстрастрата в. зависимости от рН среды, та, контролируют вязкость среды и о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, при достижении ею заданного значес целью повышения производительнос- ния уменьшают расход титранта5ти процесса, расход титранта изменя