Способ автоматического управленияпроцессом культивирования микро-организмов

(22) Заявлено 09.07.7 с присоединением з 1) 2795215 2 В 1/О ки Ко оеудавствениий ко СССР ло делан недоброте к открыти(088,8) Дата опубликования описания 15.0 Г.А, Угодчнков, Г. и А.С. Нелюбин Авторы обретен и Б,А. Клюши 71) Заявите СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕСС КУЛЬТИВИРОВАНИЯ 6 МИКРООРГАНИЗМОВ бе у вани отби Изобретение относится к микробиологии и касается техники автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, преимущественно бактерий Е. Со М.Известен способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешал-. ки, рН и рО среды и температуры в ферментере в соответствии с заданными на текущий интервал времени ко- трольными значениями 1.Однако при культивировании бактерий Е. Со Мчасто необходи мо обеспечить в процессе культивирования наиболее оптимальный режим для возможности максимального выхода биомассы за заданный промежуток времени. 20Этот способ не позволяет с достаточной точностью и эффективностью управлять процессом культивирования микроорганизмов, например Е. Со 1 М, из-за отсутствия текущего 25 контроля и управления процессом по биохимилюминесценции проб культивируемых микроорганизмов.Наиболее близким к предложенному является способ автоматического уп- ЗО равления процессом культивированиямикроорганизмов, предусматривающийрегулирование числа оборотов мешалки, рН и рО среды и температурыв Ферментере в соответствии с заданными на текущий интервал времениконтрольными значениями 2 1,Однако этот способ также не обеспечивает высокой точности управленияпроцессом культивирования микроорганизмов из-за отсутствия текущегоконтроля по биохимилюминесценцнипроб культивируемых микроорганизмов,по которому, например, с достаточной точностью можно определить концентрацию живой биомассы.Цель изобретения - повышение точности управления процессом культивирования микроорганизмов,Цель достигается тем, что в спосо-правления процессом культивироя микроорганизмов периодическирают пробу, определяют в нейинтенсивность биохимилюминесценциии в зависимости от последней корректируют заданные контрольные значения измеряемых параметров.На чертеже изображена блок-схемасистемы автоматического управленияпроцессом культивирования микроор 8296645 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ганизмов, реализующая предложенныйспособ.Схема содержит ферментер 1, датчики 2-5, соответственно, числа оборотов мешалки, рН и рО среды и температуры, блок б управления, блоки7-10 исполнительных механизмов, обеспечивающие, соответственно, регулирование числа оборотов мешалки, рНи рО среды, температуры, блок 11аналйза биохимилюминесценции.Способ осуществляют сл:дующимобразом.С датчиков 2-5.поступают в блок 6управления текущие значения числаоборотов мешалки, рН и рО среды итемпературы в ферментере 1, где ихсравнивают с заданными на данный:промежуток времени процесса культивирования соответствующими контрольно-,предупредительными границами(КПГ) и при отклонении этих значений от заданных соответствующих верхних и нижних КПГ, блок б управлениячерез соответствующие блоки 7-10 исполнительных механизмов корректируетзаданные контрольные значения верхних и нижних КПГ измеряемых параметров, В соответствии со сформированными новыми значениями соответствующих КПП осуществляют коррекциюпроцессов культивирования в ферментере 1, Необходимый перепад отбораи анализа проб иэ ферментера 1 накаждый промежуток времени от начала культивирования выбирают длякаждого конкретного типа микроорганизма, соблюдая при этом условие:Г т с отбора + с анализа + 1 коррекции, где - период отбора и анализа интенсивности .биохимилюминесценции проб культивируемых микроорганизмовф с отбора - время отбора пробы из ферментера; с анализа - время анализа интенсивности биохимилю-.минесценции, проб в блоке 11;коррекции - суммарное время выработкинеобходимых управляющих сигналов блоком б и их выполнения соответствующими блоками исполнительных механизмов 7-10. Регулирование числаоборотов мешалки блоком 7 обеспечивают путем, например, измененияпитающего напряжения на рабочемдвигателе по сигналу с блока 6 управления. Регулирование рН среды бло.ком 8 осуществляют подачей коррегирующих растворов, например при культивировании Е, со М; подачейглюкозы. Регулирование р 02 средыблоком 9 осуществляют, например,путем подачи воздуха для аэрации вферментер 1. Регулирование температуры блоком 10 осуществляют путемвключения или выключения по сигналус блока 6 управления нагревательного элемента в ферментере 1,Анализ пробы и определение в нейинтенсивности биохимилюминесценции блоком 11 для определения концентрации живой биомассы осуществляют,например, путем возбуждения биохимилюминесценции с помощью добавленияв анализируемую. пробу формалина ипоследующего измерения интенсивности биохимилюминесценции,Предлагаемый способ позволяет заранее предупредить возникающие рассогласования, увеличить качество регулирования, стабильность процессакультивирования микроорганизмов и, вконечном итоге, повысить производительность ферментера и качество получаемого продукта.Кроме того, предлагаемый способобеспечивает оптимизацию общего воемени процесса культивирования микроорганизмов путем создания болееоптимальных условий в ферментере.Таким образом, благодаря периодическому анализу интенсивности биохимилюминесценции и автоматическомууточнению в процессе культивирования миКроорганизмов текущих КПГ регулируемых параметров в ферментереповышается точность и эффективностьуправления и выход биомассы за заданный промежуток времени.Способ проверен в лабораторныхусловиях и установлено, что выходживой биомассы целевого продукта/бактерий Е. Со М,увеличивается всреднем на 20, что дает значительный экономический эффект. Формула изобретения Способ автоматического управления процессом культивирования, микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешалки, рН и рО среды, температуры в ферментере в соответствии с заданными на те-. кущий интервал времени контрольными значениями, о т л и ч .а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности управления процессом культивирования, периодически отбирают пробу, определяют в ней интенсивность биохимилюминесценции и в зависимости от последней корректируют заданные контрольные значения измеряемых параметров. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Брикач Г.Е, и др, Применение ЭВМ в контуре регистрации и управления параметрами процесса культивирования микроорганизмов. Биотехнология и биоинженерия, Рига, "Закатне" 1978, т. 3, с. 24,2. Авторское свидетельство СССРМ 473744, кл. С 12 К 1/00, 1975.829664 Составитель А. БратниковаДолинич ТехредН.Граб Корректор Н, Швыцкая едакто писно илиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная аказ 3552/67 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МосквТираж 52 арственного изобретений Ж, .Рауш Подкомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5