Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 978114(22) Заявлено 20. 10, 80 (21) 2994026/28-13 151 М. Кл.з с присоединением заявки Мо -С 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30.11,82 Бюллетень Мо 44 Дата опубликования описания 30,1182 .(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВИзобретение относится к микробиологии и касается способов автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.Известен способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешалки, рН и рО среды, температуры в ферментере, в соответствии с заданными на текущий интервал времени контрольными значениями, периодический отбор пробы, определение в ней интенсивности биохемилюминесценции и корректирование в зависимости от ее значения заданных контрольных значений измеряемых параметров11. Недостатком данного способа являеткя. то, что он не обеспечивает максимального выхода живой биомассы на заданный промежуток. времени при минимальном расходе питательных субстратов, например, глюкозы, за счет разброса по качеству посевного материала и питательной среды, а также за счет резких колебаний внешних факторов - питающего напряжения, темпе-. ратуры, влажности, чистоты окружающей среды и др. Цель изобретения - увеличениевыхода биомассы.Указанная цель достигается тем,что в способе автоматического управления процессом культивирования мик-;роорганизмов, предусматривающемрегулирование числа оборотов мешалки,рН и рО среды и температуры в ферменторе, регулирование числа оборотов мешалки, рН и рО среды и температуры в ферментере осуществляют взависимости от соотношения живыхклеток к общей биомассе.На чертеже изображена блок-схемасистемы, с помощью которой осуществляют предлагаемый способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов.Система содержит датчики, служащие соответственно для измерения числа оборотов мешалки, рН и рО средыи температуры в ферментере 5, блокиб и 7 анализа биохемилюминисценции иобщего количества клеток культивируемых микроорганизмов, соединенных сблоком 8 управления, с которым такжесоединены блоки 9-12 исполнительныхмеханизмов, обеспечивающих соответственно регулирование числа оборотов ЗО мешалки, рН и рО среды и температурыв ферментере. Кроме этого, с блоком 8 управления связан блок 13 коррекции модели,Способ осуществляют следующим образом.С датчиков 1-4, блоков 6 и 7 пе риодически поступают в блок 8 управления текущие значения числа оборотов мешалки (й), рН и рОсреды, температуры (й ) в .ферментере 5, значение интенсивности биохемилюминисцен ции проб и общего количества клеток культивируемых микроорганизмов. В блоке 8 по этим значениям вычисляется процент живых клеток и происходит сравнение с соответствующими контроль 45 ными значениями и оптимальными на данный период, вычисляемыми по математической модели, построенной на основе статистических данных по предыдущим процессам культивирования 20 Е Со 11 М. Если текущие значения общего количества клеток и процента живых клеток пробы лежат в пределах вычисления по математической модели контрольно-предупредительных границ (КПР), то блок 8 управления определяет, если имеющаяся математическая модель адекватна процессу. В этом случае при отклонении текущих значений й, рН рО, иот своих оптимальных 30 контрольно-предупредительных границблоК 8 управления расчитывает по модели соответствующие наиболее оптимальные величины корректирующих воздействий на процесс культивирования в ферменторе 5 и осуществляет их через соответствующие блоки 9-12 исполнительных механизмов.При отклонении от соответствующих контрольно-предупредительных границ текущих значений общего количества 40 клеток и процента живых клеток в про" бе блок 8 управления определяет, что имеющаяся математическая модель перестает быть адекватной процессу и выдает соответствующий сигнал, послед ние измеренные значения параметров Й, рН, рО, Р текущие и все предыдущие значения общего количества клеток и процента живых клеток в пробах в блок 13 коррекции модели. При этом последний осуществляет соответствующую коррекцию модели с учетом анализа тенденции хода процесса по преды" дущим значениям общего количества клеток и процента живых клеток в пробах и вводит корректированную модель в блок 8 управления, который и осуществляет по ней дальнейшее управление вышеописанным ббраэом.Предлагаемый способ позволяет управлять процессом культивирования, опираясь не только на предшествующий опыт, который учитывает модель процесса, но и учитывая особенности развития текущего культивирования, что достигается оперативной адаптацией модели.В результате реализации предлагаемого способа при. культивировании бактерий Е Со 1 Мувеличивается выход живой биомассы при каждом культивировании в среднем на 15% по сравнению с известным, при этом расход питательных субстратов не увеличивается.Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование числа оборотов мешалки, рН и рОХсреды и температуры в ферменторе,отличающийся тем, что, сцелью увеличения выхода биомассы,регулирование числа оборотов мешалки,рН и рО среды.и температуры .в ферменторе осуществляют в зависимостиот соотношения живых клеток к общейбиомассе,Источники инфбрмации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 829664, кл, С 12 В 1/08, 1979,о д.4/5 3 лиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 914 ПИ Государственно по делам изобретен 035, Москва, Ж,Подпикомитета СССРи открытийушская наб.,