Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 1684 2 0 3/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Система содержит фе ом выращивают микроо егулирования подачи пи остоящий из датчика 2, р олнительного механизма ования расхода воздуха, эрацию, состоящий из да а б и исполнительного м в кото- контур среды, Зиис- регулиего на гулято, атакрментер 1,рганизмы,тательной егулятора 4, контур поступающ тчика 5, ре еханизма 7(71) Воронежский технологический инсти(56) Авторское свидетельство СССРМ 1346676, кл. С 12 0 3/00, 1987,(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способам автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, и является усовершенствованием изобретения по авт,св, В 1346676.Целью изобретения является повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов.На чертеже показана структурная схема сисЧемы автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, реализующая предлагаемый способ.(57) Изобретение относится к биотехнологии и направлено на повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов, Цель изобретения - повышение точности регулирования процесса культивирования микроорганизмов, При возрастании концентрации этанола в культуральной среде в ферментере по сигналу датчика концентрации этанола изменяется задание регуляторам расхода питательной среды и воздуха на аэрацию таким образом, чтобы прекратить рост концентрации этанола в культуральной среде, 1 ил,же датчика 8 и измерительного прибора 9 концентрации в культуральной среде,Система работает следующим образом.При культивировании микроорганизмов в ферментер 1 непрерывно подается воздух на аэрацию и непрерывно (или дискретно - по соответствующей программе при периодическом процессе) - питательная среда.Расход подаваемой питательной среды измеряется датчиком 2 расхода, сигнал с которого поступает на регулятор 3, В регуляторе 3 свавниваются заданная и измеренная величины расхода питательной среды и формируется управляющий сигнал для исполнительного механизма 4, установленного на линии подачи питательной среды в ферментер 1, и таким образом поддерживается заданный расход питательной среды.Точно так же стабилизируется и расход воздуха на аэрацию.В процессе роста микроорганинол в культуральную среду микро1684341 Таблица 1 Поправочный коэффициент для изменения задания на расход воздуха1,010 1,020 1,027 1,034 мами не выделяется или выделяется в ничтожном количестве, заранее известном. Если концентрация углеродного субстрата в питательной среде ферментера начинает по каким-либо причинам увеличиваться или же начинает уменьшаться количество растворенного кислорода в культуральной среде, го начинается ингибирование роста микроорганизмов и резко увеличивается концентрация этанола в культуральной среде. Это обусловлено тем, что при изменении физико-химических параметров культуральной Среды в ферментере меняются пути метаболизма микроорганизмов и начинается сбраживание углеродного субстрата в этанол,При измерении датчиком 8 концентрации этанола в культуральной среде сигнал с датчика 8 поступает на измерительный и преобразующий прибор 9 концентрации этанола, Сигналы с выхода измерительнопреобразующего прибора 9 поступают в виде корректирующих сигналов на регулятор 3 расхода питательной среды, уменьшая заданный уровень расхода, что приводит к Снижению концентрации углеродного субстрата в ферментере 1, и на регулятор 6 расхода воздуха на аэрацию, увеличивая заданное значение расхода воздуха, что приводит к увеличению концентрации растворенного кислорода в культуральной Среде, Процесс уменьшения заданного значения расхода питательной среды и увеличения заданного значения расхода воздуха на аэрацию продолжается до тех пор, пока концентрация этанола в культуральной сре. де перестанет увеличиваться, т.е. процесс брожения окончится и установится норКонцентрация этанола, о мальный технологический процесс культивирования микроорганизмов,Изменение задания для регулятороврасхода питательных веществ и воздуха в5 зависимости от текущего значения концентрации этанола в культуральной среде осуществляется следующим образом, путемумножения численного значения задания напоправочный корректирующий) коэффици 10 ент, полученный экспериментально,Если значения концентрации этанола вкультуральной среде меньше 1 ОД (следы), топоправочный коэффициент равен 1, если жезначения более 1 , то поправочные коэф 15 фициенты будут иметь значения, приведенные в табл.1 и 2,В зависимости от выбранного типа измерительного преобразующего прибора выходные сигналы по каждому каналу20 преобразуются в соответствующий выходной сигнал, поступающий на задатчики соответствующих регуляторов,Предложенный способ позволяет повысить точность регулирования по сравнению25 с прототипом, так как позволяет одновременно устранить две причины измененияпутей метаболизма: избыток углеродногосубстрата и недостаток растворенного кислорода,30 Формула изобретения Способ автоматического управленияпроцессом культивирования микроорганизмов по авт,св, % 1346676, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точностирегулирования, регулируют расход воздуха на аэрацию с коррекцией в зависимости от концентрации этанола в культуральной среде. Попоавочный коэффициент1684341 Таблица Г Поправочный коэффициент для изменения задания на расход питательных веществ (мелассы при производстве хлебопекарных дрожжей )", г, Ужгород, ул.Гагарина. 1 оиэводственно-издательский комбинат "П каэ 3486 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5