Установка для культивирования микроорганизмов

Союз Советских Сфцнапнстнчвскнв РесаублнкОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 170180 (21) 2871210/28-13с присоединением заявки йо(51)М. Кл З С 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Специальное конструкторское бюр. биологияеского приборостроения АН СССР(54) УСТАНОВКА ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробио-логической промышленности.Известна установка для культивирования микроорганизмов, включающая ферментер, мешалку с электродвигателем, систему подачи воздуха на аэрацию, состоящую из регулятора числа оборотов скорости вращения мешалки, связанной с исполнительным механизмом системы регулирования подачи воздуха на аэрацию через пусковое устройство и блок управления многокомпонентной подачи пИтателЬных. сред 1). Однако такая установка имеет сложную конструкцию, двойную систему датчиков растворенного кислорода в суспензии и углекислого газа в отходящих газа, контактные устройства,включенные в систему управления подачи воздуха, управляющие пусковым двигателем в случае изменения числа оборотов, и управляемый регулируемыйвентиль которые вместе взятые пред"25назначены для регулирования подачивоздуха,Целью изобретения явлЯется повышение надежности путем обеспеченияподачи питательных сред и воздуха взависимости от возрастания плотиос ти и вязкости перемешиваемой культу- ральной жидкости.Цель достигается тем, что установка для культивирования микроорганизмов, содержащая ферментер с мешалкой, электродвигатель, регулятор ско" рости вращения мешалки и блок управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха, снбжедд блоком рассогласования с задатчиком и индикатором скорости вращения вала электродвигателя, соединенным с регулятором скорости вращения мешалки, выход которого подключен к блоку рассогласования и через измеритель мощности к электродвигателю, при этом блок рассогласования соединен при помощи регулятора с блоком управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха. На чертеже изображена схема установки,Установка для культивирования микрооорганизмов содержит фермент 1 с мешалкой 2, приводимой во вращение электродвигателем 3, регулятор 4 скорости вращения мешалки и блок 5 управления многбкомпонентной подачей питательных сред и воздуха.где МВ - момент на валу,расстояние от центра лопастимешалки до вала;,И - вязкость среды;Яс- удельный вес среды; 60 На валу электродвигателя 3 установлен индикатор б скорости вращения.В цепи управления электродвигате" лем 3 на выходе регулятора 4 установлены измеритель 7 мощности, потребляемой электродвигателем, и блок 8 рассогласования с эадатчиком 9, име" ющим устройство установки нуля. В цепи управления блоком 5 многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха установлен после блока 8 рассогласования пропорциональный регулятор 10, исполнительные устройства 11 и трубопроводы 12, подводящие питательные среды и воздух в ферментер.Установка для культивирования ра" ботает следующим образом, сВ ферментер 1 заливают питатель" ную среду, в которую производят посев культуры микроорганизмов Установка подключается к сети переменного тока. На регуляторе 4 скорости 20 вращения оператором задается определенная частота вращения вала электродвигателя 3, которая в процессе эксперимента посредством обратной связи от индикатора б скорости вращения под- держивается постоянной.Включается в работу электродвигатель 3 и производится замер потребляемой мощности с помощью измерителя 7 мощности. Установленное значение пот" ребляемой мощности при заданной оператором скорости вращения мешалки по" дается на блок рассогласования, где с помощью эадатчика 9 балансируется до установки 0.На пропорциональном регуляторе 10 оператором в соответствии с программой эксперимента задается соответствующее значению 0 ф соотношение управляющих сигналов,к поступающим от измерителя 7 мощности и в соответ ствии с ними процентное соотношений количества подаваемых питательных сред и воздуха на блоке 5 управления их подачей,По мере роста культуры микроорга-. низмов плотность и вязкость среды возрастают, что ведет к увеличению сил сопротивления перемешиваемой среды на лопасти мешалки 2.В связи с тем, что регулятор 4 ско- рости вращения,: получая обратную связь с индикатора 6 скорости вращения, ав" томатически поддерживает заданную частоту вращения мешалки 2, мощность затрачиваемая на перемешивание, возрастает в соответствии с формулой Ч - скорость вращения мешалкина расстоянии от центра вала;ф - 9,82 м/сек;8 - площадь лопастей мешалки;оБ" угол атаки лопасти;С - 1,1 - 1,12, коэффициент приведения формы лопасти, стоящей поперек потока.Автоматическое изменение угла атаки лопастей при постоянстве оборотовприводит при возрастании вязкости иплотности среды к резкому, на порядоквыше, чем при обыкновенной мешалке,возрастанию мощности на валу электродвигателя. Увеличение затрат мощностирегистрируется измерителем 7 мощностии блоком 8 рассогласования. Поступивший сигнал увеличения затрат мощности.отклоняет установку ф 0 от заданного оператором значения и блок 8рассогласования автоматически подаеткоманду на пропорциональный регулятор 10, в соответствии с которой пос"ледний отрабатывает командные Управляющие сигналы на блок 5 управленияподачей питательных сред и воздуха,который обеспечивает в процорциональном, заданном оператором соотношениисрабатывание исполнительных устройств11 на увеличенную подачу питательныхсред и воздуха, необходимых для питания возросшего количества микроорганизмов (их концентрации).фТаким образом, в установке с помощью установленных блоков осуществляется, подача питательных сред и воэ"духа в зависимости от затрат мощности на перемешивание, т.е. в зависимости от плотности и вязкости перемешиваемой среды или в конечном счете в зависимости от концентрациикультуры микробрганизмов в культуральной жидкости.При увеличении затрат.мощностипропорционально увеличивается подачапитательных сред и воздуха, при уменьшении затрат мощности наоборот. сокращается (уменьшается) подача питательных сред и воздуха,Пэ показаниям измерителя 7 мощнос-.ти с приложением соответствующей заранее оттарированной номограммы можно косвенным образом судить о плотности и вязкости культуральной жидкости, а при графическом построениикривой потребления мощности можноопределять и производить относительную кривую скорости роста культурымикроорганизмов, т.е. в данном слу.чае система автоматического управления процессом, включающая в себяиндикатор 6 скорости, регулятор 4скорости вращения, измеритель 7 мощности и блок 8 рассогласования можетвыполнять косвенным образом роль плотиомера.Формула изобретенияУстановка для культивирования микроорганизмов, содержащая фермен871157 Составитель Г.Богачевактор Л.Павлов Техред А.Бабинеи Корректор Н,Швыдкая 5/21 Тираж 943ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и113035, Москва, ЖРауш Подписноитета СССРткрытийкая наб., д.4/5 8 лиал ППП фПатент, г.ужгород, ул.Проект тер с мешалкой, электродвигатель,регулятор скорости вращения мешалки и блок управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности установки, она снабжена блоком рассогласования с задатчиком и индикатором скорости вращения вала электродвигателя, соединенным с регулятором скорости вращения мешалки, выход которого подключен к блоку рассогласова" ния и через измеритель мощностик электродвигателю, при этом блок . рассогласования соединен при помощи регулятора с блоком управления многокомпонентной подачи питательных сред и воздуха.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельствО СССР Р 401704, кл. С 12 В 1/08 1974