Способ автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов

(23) Приоритет сударотаеннюй комненота Мнннотроа СССоо делам изобретенийн открютнй 15,08,78,Бюллетень М ования оаисаиня 03.0 53) УК,К 663.14) Авторы изобретения Ленинградский технологический институт хоподипьнойромышпенности н Ленинградский межотраспевой научносспедоватепьский институт пищевой промышленности(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО МИКРООРГАНИЗМОВПРАВЛЕНИЯЫРАШИВАНИЯ Наибо Изобретение отнции управпения провыращивания микрооности при биосинтеи может быть испораспях микробиологности,к ввтоматизам непрерывногозмов, в част- монной кислоты, ано в других отой промышпенится ных к яр авто мати иепрерыв рган зе ли пьэов ическ мов, предутельногорасхода и ние конце ды 21. Известен способ автоматического уп- .равпения процессом непрерывного вырашиванин микроорганизмов, закщочающийся в стабилизации уровня биомассы в фермента- торе за счет коррекции протока питатепьной среды, при этом коррекцию протока производят по концентрации биомассы, а регупярование количества воздуха, подаваемого на аэрацию, осушествпяют вводом коррекции по изменению уровня "в ферментаторе 1).Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает наиболее благоприятного дпя биосинтеза лимонной кислоты состава сбраживаемой среды, характеризуемого концентрацией сахара в среде иеерН и,ее близким решением из известдпагаемому является способ еского чпоавпения процессом ого выращивания микроорганиз сматривающий подачу питараствора в зависимости от его уровня в ферментере и измере нтрации биомассы и рН среНедостатком этого способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов является то что иедостигаются оптимальные условия купьтивирования микроорганизмов, требующиеподдерживание концентрации биомассы всреде и рН среды на опредепенном уровне в зависимости от активности биосинтеза и концентрации целевого продукта пимонной киспотыи других побочныхкислот, Кроме того, данный способ нобеспечивает регупировение уровня в фе, менторе,высота которого опредепяетстепень заполнения вппарата рабоий 25 объем), а спедоватепьно и продолжительность пребывания сбраживаемого раство-"ра в ферментере,Целью изобретения является повышение эффективности процесса биосинтезапутем создания оптимальных условийкультивирования микроорганизмов припроизводстве лимонной кислоты.Для этого по предлагаемому способу задание на расход питательного раствора определяют по концентрации биомассыс коррекцией по рН, а регулирование егоуровня в ферментере осуществляют путемизменения подачи воздуха в отводимыйсброженный раствор.На чертеже изображена принципиапьнансхема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство включает в себя непрерывнодействуюший ферментер 1, снабженныйтранспортным эрлифтом 2 для перекачкисбраживаемой среды в последующий аппарат или сборник, датчики 3-6 уровня,концентрации и биомассы, рН среды,температуры, расходомеры 7 и 8 питательного раствора и воздуха на транспортный эрлифт с вторичным прибором Озрегулирующие приборы и преобразователи10-14 температуры среды, уровки, рНсреды, концентрации биомассы, расходапитательного мелассного раствора иисполнительные механизмы 15-17, ЗоПитательный раствор, поступающийв ферментер 1, измеряется расходомером7, сигнал от которого поступает на регулятор 14, связанный с исполнительныммеханизмом 17, Задание регулятору 14 з 5расхода устанавливается регулятором 13концентрации биомассы, на который поступает сигнал от датчика 4, Коррекциязадания регулятору 13 вводится регулятором 12 рН среды величина которого 40измеряется датчиком 5.,Чемпература сбраживаемой среды контролируется датчиком 6 и поддерживаетси регулятором, связанным с исполнительным механизмом 16, 45Количество воздуха на транспортныйврлифт 2 измеряют расходомером 8, уровень сбраживаемой среды - датчиком .3и стабилизируют регулятором 11, соединенным с исполнительным механизмом 5015,Сущность предлагаемого способа автоматического управления процессом неп. рерывного биосинтеза заключается в следующем. В соответствии с заданной производительностыо устанавливают заданиярегуляторам 14 и 11 расхода питательного мелассного раствора и воздуха натранспортный эрлифт. Одновременно устанавливают задания регуляторам 13, 1210 концентрации биомассы в среде,рНсреды и температуры биосинтеза в наиболее оптимальном диапазоне для культивирования микроорганизмов,При изменении расхода питательногомепассного раствора сйгнал от расходомера 7 поступает на регулятор 14, который, воздействуя на исполнительный механизм 17, восстанавливает заданное значение.При изменении концентрации биомассыв среде и сохранении величины рН в заданных пределах сигнал от датчика 4 поступает на регулятор 13,. который вводиткоррекцию задания регулятору 14 расхода, изменяющему количество подаваемого в феррментер 1 питательного раствора.Если при сохранении заданного значения концентрации биомассы в среде изменяется величина Рн среды сверх заданного диапазона, то сигнал от датчика4 поступает на регулятор 12 и вводится двойная коррекция заданий на регуляторы 13 и 14, при этом последний воздействует на исполнительный механизм.17,Поскольку при увеличении или уменьшении расхода подаваемого раствора происходит изменение уровня сбраживаемойсреды в ферменторе, что контролируетси датчиком 3, то стабилизация уровняобеспечивается воздействием регулятора11 на исполнительный механизм 15, регулирующий расход воздуха на транспортный эрлифт 2, а следовательно и егопроизводительность.Аналогичным образом обеспечиваетсястабилизация температуры биосинтеза в контуре: датчик 6, регулятор 10и исполнительный механизм 16,Описываемый способ позволяет стабилизировать температуру биосинтеэа и уровень среды в ферментере и поддерживать в оптимальных для биосинтеза пределах концентрацию биомассы в сбрасываемой среде и ее рН, что дает.возможность повысить эффективность биосинтеза за счет увеличения съема продукции с единицы объема ферментера и снизить удельный расход меламассы при увеличении активности процесса при постоянных условиях брожения.При применении описываемого способа в лабораторных условиях выход целевого продукта (лимонной кислоты) увеличился на 10 15 о, а содержание побочных кислот уменьшилось на 10-12%.3Питаяепьньш Составитель Г, Богачевалохина Техред А, Алатырев Корректор Н. Яцемирска Редактор зобретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 аказ 43 568 Подписное ЦН о комитета Совета Министров СССР 79/22 Тираж ИИПИ Государственногпо делам 113035, Москва, Ж филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 б6195Формула изобретенияСпособ автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов, предусматривающий регупирование подачи питательного раствора в зависимости от его расхода и уровня в5 ферментере и измерение концентрации биомассы и рН среды, о т и и ч аю щ и йс я тем, что, с целью повышении эффективности процесса биосинтеза путем создания оптимальных условий купьтивирования микроорганизмов, задание на расход пи 11тательного раствора определяют по концентрации биомассы с коррекцией по рН,а регулирование его уровня в ферментере осуществляют путем изменения подачи воздуха в отводимый сброженный раствор.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство Мц 253726,кл. С 12 В 1/10, 1968..2, Авторское свидетельство Мо 412241,кл. С 12 В 1/08, 1971,