Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

Союз Советских Социалистицеских РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, К,2) Заявлеприсоедин 2 В 1/08 ем заявки-Государственный хамит СССР оо делан изобретений и открытийПриоритет 53) УДК 663,14, .033.2 (088,8) ковано 15.05.79. Бюллетень18публикования описания 25.05.79 Опуб Дата 72) Авторы изобретен и Пименов, С. К. Артюшин и Ю. И, Тараканов Заявител 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРО КУЛЬТИВЙРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ л,гОМ 1Изобретение относится к микробиологической, пищевой и медицинской промышленности и может применяться, в частности,для получения живых вакцин.Известен способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий измерение растворенного кислорода и регулирование величины рН среды, число оборотов мешалки,подачи компонентов питательной среды и подачи воздуха на аэрацию 11,Недостатком известного способа является то, что регулирование микробиологического процесса осуществляют по вторичнымпризнакам - потреблению кислорода, на величину которого оказывают влияние различные факторы культивирования, изменяющиепотребления кислорода микробной клеткой(температура рН перемешиваний и другие).В результате возникают неточности в регулировании процесса.Целью изобретения является повышениеточности управления.Поставленная цель достигается тем, чторегулируют величину окислительно-восстановительного потенциала и определяют величину прироста концентрации живых организмов и отношение концентрации живых организмов к концентрации биомассы, а регулирование рН среды, окислительно-восстановительного потенциала, компонентов питательной среды, числа оборотов мешалки и по дачи воздуха на аэрацию осуществляют сучетом величины прироста концентрации живых организмов и отношения концентрации живых организмов к концентрации биомассы.На чертеже изображена схема, иллюстрирующая осуществление способа автоматического управления процессом культивированиямикроорганизмов,На схеме изображен ферментер 1 с мешалкой 2 и приводом 3, являющимся ис полнительным механизмом регулированияоборотов мешалки, с барбдтером 4 для подачи воздуха. Ферментер 1 снабжен датчиками 5-7 соответственно растворенного кислорода, рН среды и окислительно-восстановительного потенциала и блоком 8 измерения содержания компонентов питательной среды, а также блоком 9 измерения общей концентрации биомассы, например, оптический прибор, и блок 10 измерения концентрации живых микроорганизмов и прироста кон20 формцла изобретени центрации живых микроорганизмов. Конйентрацию" жйвых микроорганизмов можно определять, например цветным методом,Сущность метода заключается в периодическом отборе проб среды с микроорганизмами из ферментера 1 в термостатированный инкубатор 11, куда добавляется из емкости 12 реагент, меняющий свой цвет под действием живых микроорганизмов (например метиленовая синь). Степень обесцвечиваниязависит от количества живых микроорганизмов. Затем проба из инкубатора 11 поступает в блок 10 измерения концентрации-жйвьтх-микроорганизмов и прироста концентраций живых микроорганизмов.Блоки 9 и 10 измерения общей концентрации биомассы и концентрации живых микроорганизмов подключены к блоку 13 " сравнения, где устанавливается отношениемежду концентрацией живых Микроорганизмов и концентрацией биомассы.Перечисленные блоки измерения подключены к блоку 4 анализа сигналов и блоку 15 программного управления, на котором задается программа параметров культивирования в ферментере 1.Для выполнения предлагаемого способаблок 14 анализа сигналов должен содержать электронную вычислительную машину, обеспечивающую обработку сигналов, поступающих с измерительных блоков. Корректирующим сигналом является сигнал, поступающий с блока 13 сравнения и блока 10 измерения прироста концентрации живых микроорганизмов.Блок 15 программного управления подключен к блоку подачи команд 16, командыс"которого поступают на исполнительные механизмы 3,17-20 регулирования оборотов мешалки 2, рН среды, окйслительно-восстановйтельного потенциала, подачи компонентов питательной среды и подачи воздуха соот.ветственйо.Способ осуществляется следующим об разо"м".Сигналы с блоков измерения параметров" " культивирования и содержания компонентовпитательной среды, а также с блока 13 сравнения отношения концентрации живых микроорганизмов и общей биомассы и бЛока 10 измерения прироста концентрации живых микроорганизмов поступают в блок 14 анализа сигналов. КорректирующиМи сигйалами включающими блок 14 анализа служат сигналы с блоков 13 и 10 сравнения отношения" концентрации живых микроорганизмов к конпентрации биомассы и измерения прироста"концентрации живых микроорганизмов.При возникновении отклонени й отношения концентрации живых микроорганизмов к концентрации биомассы от единицы и от-рицательном приросте концентрации живых микроорганизмов, анализирующая система приступает к анализу сигналов поступающих от блоков измерения.В случае отклонения какого-либо из параметров от заданного в программном блоке 14 или при снижении содержания компонен. тов питательной среды через блок 16 подачи команд и исполнительные механизмы вносятся коррективы или подается команда на введение компонентов питательной среды. Корректировка осугцествляется до тех пор, пока отношение конпентрацйи живых микроорганизмов к концентрации биомассы достигнет единицы, а прирост концентрации живых микроорганизмов станет больше нуля. После этого анализ параметров культивирования прекращается до нового нарушения отношения и знака прироста концентрации живых микроорганизмов. В случае нарушения процесс корректировки повторяется согласно заданной программы и необходимых соотношений.Таким образом, регулировка процесса культивирования осуществляется по отношению концентрации живых микроорганизмов к концентрации биомассы и по приросту концентрации живых микроорганизмов, которые наиболее чувствительны и однозначно реагируют на изменение факторов культивирования. Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий измерение растворенного кислорода и регулирование величины рН среды, число оборотов мешалки, подачи компонентов питательной среды и подачи воз. духа на аэрапию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления, регулируют величину окислительно-восстановительного потенциала и определяют величину прироста концентрации живых организмов и отношение концентрации живых организмов к концентрации биомассы, а регулирование рН среды, окислительно-восстановительного потенциала, компонентов питательной среды, числа оборотов мешалки и подачи воздуха на аэрапию осуществляют с учетом величины прироста концентрации живых организмов и отношения концентрации живых организмов к концентрации биомассы.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР352562, кл. С 12 В 1/08 1971.ель Г. Б Луговая а, Ж 3 тейт, г едактор Е, Зубиетова аказ 2644/31 ЦИНИПИ Г по дела 113035, Москв филиал ППП кПСостави Техред О. Тираж 52 дарствен изобрете ного коний иРаушскУжгород,гачеваКорректор В. СиннцкаПодписноеитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5ул. Проектная, 4