Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 968794(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 221280 (21) 3223221/28-13с присоединением заявки МВ(23) Приоритет -Опубликовано 231082, Бюллетень М 9 39Дата опубликования описания 23. 10. 82 1511 М. Кл.з 6 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий) Заявител Каунасский политехнический инс чкус 54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ био-нноле"ивиинциалиэуюИзобретение относится к микро логической промышленности, а име к способам автоматического управ ния процессом непрерывного культ рования микроорганизмов, например кормовых дрожжей.Известен способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование концентрации подаваемого субстрата, расходов раствора минеральных солей и воздуха 1.Однако при данном способе недостаточно эффективно используются пи тательный субстрат и питательные со ли, так как экономический коэффициент не учитывает количество только неутилизированного субстрата, в связи с этим увеличивается концентрация неутилизированного субстрата. на выходе ферментера, а это снижает эффективность его использования. Кроме того, данный способ не оценивает эффективность использования минеральных солей.Целью изобретения является снижение себестоимости биомассыУказанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, предусматривающему регулирование концентрации подаваемогосубстрата, расходов раствора минеральных солей и воздуха, осуществляют коррекцию концентрации питательного субстрата и расходов раствораминеральных солей и воздуха в зависимости от результата сравнения предшествующего значения величины соотношения расходов субстрата и минеральных солей с учетом ихстоимости к единице полученной биомассы с15 последующим,На чертеже представлена прпиальная схема устройства, рещего данный способ.П р и м е р. Из технологическихзатрат на непрерывное культивирова"ние кормовых дрожжей 78 составляетпитательный субстрат РВ), 19 - питательные минеральные соли и 3другие составляющие. Таким образом,себестоимость выращенных дрожжейпочти полностью определяется стоимостью потока РВ и минеральных солей, Коэфф щиент технологическихзатрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, без условно постоянных затрат можно определить по следующему уравнению: причем С, = С 02Эгде,С - расход РВ, подаваемого вферментер;О - цена РВ; 10С - расход минеральных солей,2подаваемых в ферментер;01 - цена минеральный солей;С - концентрация РВ в питательном субстрате; 15С - концентрация биомассы вкультуральной жидкости;0 - скорость протока через ферментер.Следовательно, для определения коэффициента технологических затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, достаточно измерить концентрацию РВ в поступающем субстрате, концентрацию биомассы в отходящей культуральной жидкости, скорость протока и расход питательных солей и знать цену минеральных солей и питательного субстрата.Необходимые для культивирования количества раствора минеральных солей и аэрирующего воздуха, соответствующие перерабатываемым РВ,находят из уравнения материального ба ланса.Датчики 1 и 2 измеряют концентрацию РВ и расход подаваемого питательного субстрата, датчиками 3 и 4 - концентрацию РВ и микроорганизмов в 40 культуральной жидкости, датчиком 5 - расход питательных солей.Измеренные величины поступают в блок б, где концентрация РВ и микроорганизмов в культуральной жидкости 45 сравнивается с заданными ограничениями, и в случае выхода одной иэ величин за пределы ограничения сигнал из блока 6 поступает на исполнительный механизм 7, который перекрывает линии отбора дрожжевой суспензии из ферментера. При выполнении ограничений, на основании измеренных значений,по уравнению вычисляют коэффициент техолоичеих затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, и сравнивают с предшествующим измерением, поступающим из блока 8 памяти. Если величина коэффициента технологических 60 затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной, биомассы, последующего измерения меньше предшествующего, то изменение концентрации по-, 65 даваемого субстрата и расхода минеральных солей было целесообразным,в противном случае следует возвратиться к исходному состоянию, Темсамым, РВ перерабатываемого субстрата и расходы минеральных солейувеличиваются лишь в том случае,если выполняются заданные ограничения и себестоимость дрожжей оказывается не. выше, чем на низкоконцентрированном субстрате.Сигнал результата сравнения подается в блок 9 регулирования расходавоздуха, выход которого соединен сисполнительным,механизмом 10, изменяющим подачу воздуха в соответст-.вии с величиной С 7 и значением выходного сигнала с блока бСигнал с блока б также поступаетна вход блока 11 регулирования концентрации питательного субстрата ирасхода питательных солей. Требуемое изменение концентрации подаваеглого субстрата достигается изменениемсоотношения между гидролизатом и водой. На выходах блока 11 управляющие сигналы подаются на исполнительные механизмы 12 - 14, которые установлены на линиях подачи гидролизата, воды и минеральных солей. Налиниях материальных поступлений в ферментер датчики 5, 15 - 17 расходапозволяют регулирующим блокам 9 и11 контролировать отработку заданных команд. Требуемый объем культуральной жидкости в аппарате поддерживают контуром регулирования,который состоит из датчика 18 объема, подключенного на вход регулятора 19, выход которого связан с исполнительным механизмом 20.Периодическое изменение концентрации питательного субстрата и расхода питательных солей осуществляютблоком 21 посредством воздействияна регулирующий блок 11 импульсамизаданной продолжительности через определенные проме:утки времени в соответствии с заложенной программой,С блока 21 также поступает сигнал наблок 8 памяти для фиксации новогопоискового шага.Данный способ регулирования позволяет осуществлять технологическийпроцесс непрерывного культивированиямикроорганизмов при максимально возможных концентрациях потребляемогосубстрата без увеличения себетоимости продукции, так как,процесс поддерживается в области экстремальнойточки себестоимости дрожжей по использованию питательного субстратаи питательных солей,Экспериментальные данные показали, что в результате реализацииданного способа по сравнению с известным обеспечивается снижение расхода РВ на ЗЪ, снижение расхода мине968794 Формула изобретения 10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 507625, кл. С 12 0 3/00, 1976. Составитель Г. БогачеваРедактор И, Николайчук Техред Ж.Кастелевич Корректор Н. Король писн Поа СССРтий ираж 914рственногоэобретенийЖ, Рауш 76ВНИИПИ Госудпо делам113035. Москва аз 816 омит отк ая н4/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ральных солей на 1,8 и снижение себестоимости дрожжей на 2,8. Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование концентрации подаваемого субстрата, расходов раст,вора минеральных солей и воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения себестоимости биомассы, осуществляют коррекцию концентрации питательного субстрата ирасходов раствора минеральных солейи воздуха в зависимости от результата сравнения предшествующего значения величины соотношения расходовсубстрата и минеральных солей с учетом их стоимости к единице полученной биомассы с последующим.