Многосвязная система управления микробиологическим синтезом

и 438017 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН Ия Й АВТОРСКОМУ СВИДЕППЬС 1 ВУ Союз Советских Социалистических Ресвубликссударственно 1 й конитвтСовета Министров СССРсо делак изобретенийи сткрьпий юллетепь2(088.8) публиковано 30.07.7 Дата опубликования описания 03.07,75/2) Авторы ПЗООРЕ 1 СЦЦЯ А, И, Поливода, Р. Ф, Гаум, В, Ф. Мосин, А, 3. Яковенкои П. Н. ФишерГлавное управление микробиологической промышленностипри Совете Министров СССР 71) Заявите;и СВЯЗНА СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ г",1." , -;":л;,БИОЛОГИЧЕСКИМ СИНТЕЗОМИэвестны системы управлсния мнкдссиолсгическим сицтезсхг, содержащие культиватор-реактор с растущей популяцией хИкрооргагцизмсв в качестве объекта регулирования, турбидостатический канал регулирова- РЯ ГЛОТНОС И С ОПТР 1 ЧЕСЫИМ ДЯТ 1 Р 1 КОМ ПЛОТ. ности, задатчиком, усиггителсгм сигнялсв управления и исполнительным мехацРРзхС 1 х с насосами-дозатсрами для отбора суспензии и добавления питательной среды, а также элементы и узлы для регулирования велРРчРП 1 ы рН и тампорату 1 ры.Предлагаегмая система отличается от известных тем, что Она содержит логический управляющий блок комплексной Обработки,:ифсрмации с приемным устро 11 ствсм, к котсрому через согласу 1 ошие и преобразующие устройства подключены соедицевцый трубопроводом с автоматичесгким дозатором-разбавителем проб сугспегнзий датчик электрических сигналов, пропорциональных Объемагм отдельных клеток микроорганизмов, соедмегнс 1 ы с погруженными в клеточную суспсцзию электролами измерительной схемы, датчик диэлектрической проНицасмссти с двухполссным генератором элект рических колеб:зи для получен Ря ицфсрмации о содсржаниц биомассы и основной компс 1 нетгы технслогического сьгрья; находящийся в суспецзии культивируохых клеток датчик раОтворенного газа и оптичеокий датчик урбпдосттичсского кагцала регулировагигя плотности. Выхсд логического управляОщего блошка через формирователь команд подкл 1 очец к блоку исполцн тельных мехацизхОв, устяновлсиных в трубопроводах, соединяощих блек емкостей технологического сырья и элементов минерального и газового питагния с Общим смесителем элементов питания, который пссрсдсВом с 11 або Рке 1:ного электрическим регулятором расходакультурально 11 среды трубопровода соедиГцсгц с ку 1 ьтиватсром-реактором, причем управляОпИе входы регуляторов подклОчсцы к фсрмирова гелю команд,15 З-.о позвогтяет увели 1 пть интсгнсивсеть ик. и. д. биосинтеза, увеличить выход бисмяссыс единицы обьема культиватора-реактора прцминнмальцой затрате технологического сырья, т. е. газа, например Ое, СО 2, Н СНжидкости, гняпрРмер воды; питательной среды, например жидких или твердых углеводородов, минеральных добавок и микроэлемент ОВ, я также сргагнизовать ц 1 п 1 зяВлеаНыц спц 25 тсз требуемых ферментов, гсрмсцсв, амп 1:О.кислот ц биологически я 1 ктР 1 вцых препаратов,На чертеже привсдсгна блок-схема системыупр авлсг 1 ия,Оца выполнена в виде многосвязной сцстс 30 мы регулирования, содержащей в начес ве5 10 15 20 30 35 45 50 55 60 55 3обьекта регулирования культ; ватор-реактор 1.Для получения текущей информации о параметрах объемного распределения клеток культивируемой популяции - ее дискретного образа система снабжена информационным каналом, содержащим автоматический дозатор-разбавитель 2 проб суспензии, соединенный трубопроводом с,кондуктометрическим датчиком 3, который обеспечивает выдачу электрических сивналов, пропорпиональных обьемам проходящих через него отдельных клеток, Датчик 3 соединен через усилитель 4 с согласующим устройством 5, соединенным с преобразователем 6. С выходом информационного дискретного канала соединено приемное устройство 7. Приемное устройство выполнено в виде многоканального кодирующего устройства амплитуд электрических оипналов, поступающих с выхода информационных каналов в пропорционалыные последовательности стандартизированных импульсов, подаваемых на вход логического устройства 8.В целях получения заданного соотношения основной кэмпоненты технологического сырья (например углеводородов) и биомассы система снабжена также интегральным радиочастотным каналам, -еодержащим датчик 9 диэлектричеокой проницаемости с двухполосным генератором периодических электрических колебаний, соединенным с электродами, погруженными в суспензию культввируемых клеток и включенными в измерительную схему, например мостовую, (на чертеже не показаны), выход которой ссединвн со входом усилителя 1 О. Усилитель 10 связан с сумматорои 11, который подключен к преобразователю 12 аналог - код. Сигналы с выхода преобразователя, пропорциональные соотношению основной компоненты технологического сырья и биомассы в реакторе 1, поступают на вход приемного устройства 7.Система управления в интегральном оптическом канале содержит дозатор.разбавитель 13, измеритель 14, оптичеокий датчик 15 плопности со сравнивающим устройством, усилитель 16 сигналов управления и преобразователь 17, соединенный с п 1 риеиным устрой. ством 7.Система снабжена блоком 18 регулирования величины рН, которь 1 й включает датчик с задатчиком величины рН, усилитель сигналов управления и исполнителыный титрующий меха,низм (на чертеже не показаны), соединенный со смесителем 19. Система также имеет канал 20 температурной стабилизации, обычайно содержаций датчик с задатчикои температуры, усилитель, исполнительный механизм с регулируемым расходом хладагента в теплообманнике (на чертеже не показаны).Кроме того, система снабжена информационным каналом газового питания, передающим информацию о текущем содержании растворенного газа в культуральной среде, Канал газового питания содержит датчик 2 растворенного газа, например О СОН СН усилигель 22 и преобразователь 23, соединенный с приемным устройством 7. Информация, поступающая,на вход приемного устройства 7 от информациоиного дискретного канала, интегрального радиочастотного канала, интегрального оптического канала и информациснного канала газового питания, после указанного преобразования цриемньвм устройством 7 вводится в логическое устройство 8, выполненное в виде дискретной счетно-решающей машины, которая путем анализа полученной информации обеспечивает требуемое корректирование образа популяции выдачей совокупности команд на формирователь 24 команд, с выхода которого сформированные команды поступают на блок 25 исполнительных механизмов. Исполнительные механизмы, установленные в трубопроводах, обеспечивают необходимую подачу элементов питательных субстратов, поступа 1 ощих из блока 26 емкостей для хранения газов, жидкостей, жидких и твердых питательных сред, в соответствии с пришедшими командами.Трубопроводы, в которых установлены исполнительные механизмы 25 подключены к общему смесителю 19, в выходном трубопроводе которого находится регулятср 27 расхода культуральной среды, управляемый через формирователь 24 команд,Культиватор-реактор 1 снабжен выходным трубопроводом, имеющим насос-,дозатор 28 отбора урожая суспензии, включенный синхронно с насосом-дозатором 27. С насоса-дозатора 28 суопензия как обычно поступает на центрифугу и далее на сушку, а фугат в обычную систему регенерации культуральной среды. Предмет изобретения Л 1 ногосвязная система управления микробиологическим синтезом, содержащая культиватор-реактор с растущей популяцией микроорганизмов в качестве объекта регулирования, оптический датчик плотности, задатчик, усилитель согналов управления и исполнительный механизм с насосаыи-дозаторами для отбора суспензии и добавления питательной среды в турбидостатическом канале регулирования плотности, а та 1 кже элементы и узлы для регулирования величины рН и температуры, от.гичаюи 1 аяся тем, что, с целью увеличения интенсивности и коэффициента полезного действия промышленного биосинтеза белково- витаминных концентратов при минимальной затрате технологического сырья, а также направленного синтеза требуемых ферментов, гормонов, аминокислот и биологически активных препаратов, она содержит логический управляющий блок комплексной обработчики информации с приемным устройством, к которому через согласующие и преобразуощие устройства подключены соединенный трубопроводом с автоматическнм дозатором-;разба438017 Составитель А. Маслов Техред Г. Васильева Корректор Л. Котова Редактор Г. Яковлева Заказ 2194 Изд, М 1856 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, )К.35, Раушская наб., д. 4/5МОТ, Загорский филиал 5вителем проб суспензий датчик электрических огналов, пропорциональных объемаи от 1 дельных клеток микроорганизмов; соединенный с погруженными в клеточную суспензию электродами измерительной схемы, датчик диэлектрической проницаемости с двух- полосным генератором электрических колебаний для получения информации о содержании биомассы и основной компоненты темнологического сырья; находящийся в суспензии культивируемых клеток датчик растворенного газа и оптический датчик трубидостатического канала регулирования плотности; выход логи 6ческого управляющего блока через формирователь команд подключен к блоку исполнительных мехавизгов, установленных в трубопроводах, соединяющих блок емкостей техно логического сырья и элементов минеральногои газового питания с общим смесителем элементов питания, который посредством снабженного элекприческвм регулятором расхода культуральной среды трубопровода соединен 1 О с культиватором-реактором, причем управляющие входы регуляторов подключены к формирователю команд.