SU1057933A1 - System for automatic control of process of growing micro-organisms - Google Patents

System for automatic control of process of growing micro-organisms Download PDF

Info

Publication number
SU1057933A1
SU1057933A1 SU823426950A SU3426950A SU1057933A1 SU 1057933 A1 SU1057933 A1 SU 1057933A1 SU 823426950 A SU823426950 A SU 823426950A SU 3426950 A SU3426950 A SU 3426950A SU 1057933 A1 SU1057933 A1 SU 1057933A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
actuator
supply line
microorganisms
salts
nutrient salts
Prior art date
Application number
SU823426950A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Донатас Эдуардович Бярулис
Юргис-Казимерас Юргевич Станишкис
Леонас-Ромуалдас Антанович Коцюс
Ионас Ионович Яницкас
Римвидас Юозович Симутис
Юлиюс Юргевич Базявичюс
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Клайпедский Целлюлозно-Картонный Завод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса, Клайпедский Целлюлозно-Картонный Завод filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU823426950A priority Critical patent/SU1057933A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1057933A1 publication Critical patent/SU1057933A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УП РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВА1ШЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержаща  датчик рН, св занный через регул тор рН с исполнительным механизмом, установ-:-- I О ел vj со со 00 ленным на линии подачи аммиачной воды , и с последовательно соединенными блоками определени  параметров автоколебаний рН и определени  скорости роста микроорганизмов, и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, о тличающа с  тем, что, с целью улучшени  качества управлени , она снабжена последовательно соединенными блоками пилообразного сигнала, сравнени , усилени  и преобразовани , выход последнего подключен к исполнительному механизму, установленному на линии подачи питательных солей, а выход блока определени  скорости роста микроорганизмов посредством блока согласовани  св пан с блоком сравнени  , причем на линии подачи 1 итательных солей установлен дроссель.THE AUTOMATIC URALATION SYSTEM OF THE CULTIVATIVE MICROORGANISM PROCESS, containing a pH sensor connected through the pH regulator to the actuator, is installed -: - I and determine the growth rate of microorganisms, and an actuator mounted on the supply line of nutrient salts, making it possible, in order to improve the quality of control, to be equipped with series-connected the sawtooth signal, comparison, amplification and conversion units, the output of the latter is connected to the actuator installed on the supply line of nutrient salts, and the output of the microorganism growth rate determination unit through the matching unit of the control unit, and an inductor installed on the supply line of the test salts.

Description

Изобретение относитс  к медицинской технике, а именно к микробиологии , в частности к устройствам управлени  процессами ферментации и культивировани  микроорганизмов-, The invention relates to medical technology, in particular to microbiology, in particular to devices controlling the processes of fermentation and cultivation of microorganisms,

Известна система автоматического управлени  процессом культивировани микроорганизмов, включающа  датчик рН, св занный через регул тор рН с исполнительным устройством, установленным на линии подачи аммиачной воды , и исполнительное устройство, устновленное на линии подачи питательных солей ГП .A known system for automatically controlling the cultivation process of microorganisms, comprising a pH sensor coupled via a pH regulator to an actuator installed on the ammonia water supply line, and an actuator installed on the nutrient salt supply line of the HP.

Недостатком данной системы  вл  етс  то, что она не обеспечивает требуемого качества управлени  подачей питательных солей в ферментер.The disadvantage of this system is that it does not provide the required quality control of the supply of nutrient salts to the fermenter.

Наиболее близкой к предлагаемой  в л етс  система автоматического управлени  процессом культивировани  микроорганизмов, содержаща  датчик рН,св занный через регул тор рН с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи аммначной воды, и с последовательно соединенными блоками определени  параметров автоколебаний рН и определени  скорости роста микроорганизмов, и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, при этом вход блока определени  параметров автоколебаний рН подюиочен к регул тору рН, а выход блока определени  скорости роста микроорганизмов .через дополнительный регул тор св зан с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи питательных солей zj.Closest to the proposed system of automatic control of the cultivation process of microorganisms, containing a pH sensor connected via a pH regulator with an actuator installed on the supply line of ammnachnoy water, and serially connected blocks for determining the parameters of self-oscillations of pH and determining the growth rate of microorganisms and an actuator mounted on the supply line of nutrient salts, while the input of the unit for determining the parameters of self-oscillations pH is connected to the regulator pH, and the output of the microorganism growth rate determination unit. Through an additional regulator is connected with the actuator installed on the supply line zj.

Недостатком такой системы  вл етс  то, что она не,обеспечивает требуемого качества управлени , так как необходимо применение исполнительного механизма с высоким классом точности . . The disadvantage of this system is that it does not provide the required quality of control, since it is necessary to use an actuator with a high accuracy class. .

Цель изобретени  - улучшение качества управлени .The purpose of the invention is to improve the quality of control.

Поставленна  цель достигаетс  тем. Что система автоматического управлени  процессом культивировани  микроорганизмов, содержаща  датчик рН, св занный через регул тор рН с ; исполнителыилм механизмом, установленным на линии подачи аммиачной воды и с последовательно соединенными блоками определени  параметров автоколебаний рН и определени  скорости роста микроорганизмов и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, снабжена последовательно соединенными блоками пилообразного сигнала, сравнени , усилени  и преобразовани , выход последнего подключен к исполнительному механизму установленному на линии подачи питательных солей, а выход блока определени  скорости роста микроорганизмов посредством блока согласовани  св зан с блоком сравнени , причем на линии подачи питательных солей установлен дроссель.The goal is achieved by those. That a system for automatically controlling the cultivation process of microorganisms, comprising a pH sensor coupled via a pH regulator to; The mechanism installed on the ammonia water supply line and with successively connected blocks for determining parameters of pH self-oscillations and determining the growth rate of microorganisms and the actuator installed at the supply line of nutrient salts is equipped with series-connected blocks of sawtooth signal, comparing, amplifying and converting, the output of the latter is connected to the actuator installed on the supply line of nutrient salts, and the output of the unit for determining the growth rate by matching the microorganisms which is associated with block comparison unit, wherein for feeding nutrient salts choke line set.

На фиг. I изображена структурна  схема системы автоматического yjipaBлеки  процессом культивировани  микроорганизмов; на фиг. 2 - графики, по  н ющие принцип получени  управл ющего сигнала с переменной длительностью импульса.FIG. I depicts a schematic diagram of the automatic yjipaBleky process of microbial cultivation; in fig. 2 - plots on the principle of obtaining a control signal with a variable pulse duration.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

В ферментер I с посто ншл4 напором подаютс  сусло, воздух, аммкачна  вода т питательные соли. Система управле т  содержит датчик 2 рН,св занный через регул тор 3 рН с исполнительным механизмом 4, установленньш ,на линии подачи аммиачной воды, исполнительный механизм 5 и дроссель 6, устаноЕлеиные на линии подачи питательных солей, блок 7 определени  парметров автоколебаний рН, б ок 8 определени  скорости роста микроорганизмов , блок 9 согласовани  , и последов ател:ь но соединенные блок 10 пилооб разного1 сигнала, блок 1 I сравнени , блок 12 усилени  и блок I3 преобразовани . Сигнал с датчика 2 рН куль-. туральной среды в ферментере 1 поступает ыа регул тор 3 рН, который сравнивает заданное значение рН культуральиой среды с текущим и формирует сигиал д;:1Я исполнительного механизма 4, управл ющего подачей аммиачной воды в фермеитер. В зависимости от зоиы нечувствительности регул тора в системе по вл ютс  автоколебани  рН культуральной среды с посто нной амплитудой . При этом скорость снижени  рН куль тур сильной среды пропорциональна скорости pocta микроорганиз|Ма , а скорость -увеличени  рН культуральной среды пропорциональна разнице между скорост ми подачи аммиачной воды и роста микроорганизма.Wort, air, ammonia water and nutritional salts are fed into the fermenter I with a constant pressure. The control system contains a pH sensor 2 connected via a pH regulator 3 to an actuator 4, installed on the ammonia water supply line, an actuator 5 and a choke 6 installed on the nutrient salt supply line, a unit 7 for determining self-oscillating pH parameters, b Approximately 8 determinations of the growth rate of microorganisms, block 9 of matching, and sequence: but connected by a block 10 of a different signal1, block 1 I of a comparison, block 12 of a gain, and block I3 of a conversion. The signal from pH sensor 2 cul-. In the fermenter 1, a pH regulator 3 is supplied, which compares the desired pH value of the culture medium with the current one and forms a sialy; 1) of the actuator 4, which controls the supply of ammonia to the farmer. Depending on the insensitivity of the regulator, self-oscillations of the pH of the culture medium with a constant amplitude appear in the system. At the same time, the rate of decrease in the pH of cultures of a strong medium is proportional to the rate of pocta of the microorganism | Ma, and the rate of increase in the pH of the culture medium is proportional to the difference between the rates of supply of ammonia water and the growth of the microorganism.

В -блоке 7 определени  параметров (автоколебаний рН культуральной ереды определ ютс  параметры автоколебаний: продолх ительность увеличени  рН и снижени  рП культуральной среды. В блоке 8 по параметрам автоколебаний определ етс  скорость роста микроорганизмов. Сигнал, пропорциональный скорости роста микроорганизмов , подаетс  на блок 9 согласовани , откуда, как задающий сигнал он подаетс  на вход блока II сравнени , формирующего сигнал управлени  дл  исполнительного механизма 5, установленного на линии tioдачи питательных солей. В блоке 10 пилообразного сигнала формируетс  пилообразный сигнал, который также подаетс  на вход блока 11 сравнени . На выходе получаетс  импульсный сигнал, длитечьность импульсов которого измен етс  в зависимости от выходного сигнала блока согласовани  т.е. скорости роста микроорганизМО0 . На гранке а (4иг.2) представле измен |01ф1йс  сигнал, пропорциональный скорости роста микроорганизмов Пунктирной линие1@ показан опоршсй сигнал). Он подаетс  Яа вход блока 1 сравнени , где сравниваетс  с сигналом пилообразной , который подаетс  с блока 10 пилообразного сигна1Ла (rpaijMK б). Результирующий сигна с переменной длительностью импульса (график в) с выхода блока 1I сравнени  подаетс  на блок 12 усилетш, где усиливаетс  по мощности и дальше подаетс  на блок 13 преобразовани , сигнал преобразуетс  в сигнал, подход щий дп  управлени  исполнительньм механизмом 3, установленньв4 на линии подачи питательных солей. Таким образом, при поступлении импульсов управлени  полностью открываетс  исполнительное устройство и пи - тательные соли поступают в ферментер. В перерывах между импульсами исполнительное устройство закрыто и подача питательных солей прекращаетс . Так как перепад давле(шй на дросселе, установленном на линии подачи питательных солей, величина посто нна , то величина расхода, когда исполнительный механизм открываетс , определена пропускной способностью дроссел  и поддерживаетс  с требуемой точностью.In block 7, the determination of parameters (self-oscillations of the pH of the culture medium) determines the parameters of the self-oscillations: the continuation of the increase in pH and decrease in the pH of the culture medium. In block 8, the parameters of self-oscillations determine the growth rate of microorganisms. where, as a driver signal, it is fed to the input of the comparator unit II, which generates a control signal for the actuator 5 installed on the supply line of nutrient salts. The sawtooth signal is formed in the sawtooth signal 10, which is also fed to the input of the comparator unit 11. A pulsed signal is obtained at the output, the pulse duration of which varies depending on the output signal of the matching unit, i.e., the growth rate of the microorganism M0. ) a change in the 01f1is signal proportional to the growth rate of microorganisms The dotted line 1 @ shows the supported signal). It is given by the input of block 1 of the comparison, where it is compared with the sawtooth signal, which is fed from block 10 of the sawtooth signal (rpaijMK b). The resultant signal with a variable pulse duration (plot c) from the output of the comparison unit 1I is fed to block 12 amplified, where it is amplified in power and then fed to conversion unit 13, the signal is converted into a signal suitable for controlling the actuator 3, installed on the supply line nutritional salts. Thus, when the control pulses arrive, the actuator is fully opened and the feed salts enter the fermenter. In the intervals between pulses, the actuator is closed and the supply of nutrient salts is stopped. Since the differential pressure (y on the choke installed on the feed salt supply line is constant, the flow rate, when the actuator opens, is determined by the capacity of the choke and maintains with the required accuracy.

Таким образом сшстема автоматического управлени  процессом культивировани  микроорганизмов осуществл ет точное управление подачей питателышх солей в ферментер в зависимости от скорости роста микроорганизмов и обеспечивает высокое качество управлени .Thus, the automated control system for the cultivation of microorganisms ensures precise control of the supply of feed salts to the fermenter depending on the growth rate of the microorganisms and ensures high quality control.

Дп  анализа преимуществ данной системы управлени  проведены экспериментальные исследовани  ее на полупромышленном ферментере. Полученные результаты сравнивались с прототипом , прин тым за базовый объект, и с типовым технологическим процессом , где подача питательных солей осуществл етс  вручную при помощи мерных емкостей и насоса.An analysis of the advantages of this control system was carried out by experimental studies of it on a semi-industrial fermenter. The results obtained were compared with the prototype, taken as the base object, and with a typical technological process, where the supply of nutrient salts is carried out manually using measuring tanks and a pump.

Проведенный анализ показал, что предлагаема  система управлени  обеспечивает высокое качество управлени  подачей питательных солей, облегчает труд аппаратчиков и повышает производительность труда отделени  подготовки питательных солей производства дрожжей. Применение системы управлени  улучшает показатели качества ве в среднем на 5,0-6,5% по сравне ,нию с базовым объектом.The analysis showed that the proposed control system provides high quality control of the supply of nutrient salts, facilitates the work of apparatchiks and increases the productivity of the department of preparation of nutrient salts of yeast production. The use of the control system improves the quality indicators by an average of 5.0-6.5% compared to the base object.

Claims (1)

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая датчик pH, связанный через регулятор pH с исполнительным механизмом, установίγ’-Λ*’ ленным на линии подачи аммиачной воды, и с последовательно соединенными блоками определения параметров автоколебаний pH и определения скорости роста микроорганизмов, и исполнительный механизм, установленный на линии подачи питательных солей, о тличающаяся тем, что, с целью улучшения качества управления, она снабжена последовательно соединенными блоками пилообразного сигнала, сравнения, усиления и преобразования, выход последнего подключен к исполнительному механизму, установленному на линии подачи питательных солей, а выход блока определения скорости роста микроорганизмов посредством блока согласования нения , причем тательных солей оAUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF CULTIVATION OF MICRO-ORGANISMS, containing a pH sensor connected via a pH regulator with an actuator installed ίγ'-Λ * 'located on the ammonia water supply line, and with series-connected units for determining the pH parameters of self-oscillations and determining the growth rate of microorganisms, and installed on the feed line of nutrient salts, characterized in that, in order to improve the quality of control, it is equipped with serially connected sawtooth blocks th signal comparison, amplification and conversion yield of the latter is connected to an actuator mounted on the feed line of nutrient salts, and an output unit determining the speed of growth of microorganisms by neniya acceptance unit, and salts of tatelnyh связан с блоком сравна линии подачи пиустановлен дроссель.connected to a unit comparable to the feed line, a choke is installed. ВоздухAir Питательные солиNutrient Salts Аммиачная Вода сл м соAmmonia Water ЯпожжеВая суспензия фие.1 >Suspension fie. 1>
SU823426950A 1982-04-21 1982-04-21 System for automatic control of process of growing micro-organisms SU1057933A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823426950A SU1057933A1 (en) 1982-04-21 1982-04-21 System for automatic control of process of growing micro-organisms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823426950A SU1057933A1 (en) 1982-04-21 1982-04-21 System for automatic control of process of growing micro-organisms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1057933A1 true SU1057933A1 (en) 1983-11-30

Family

ID=21007916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823426950A SU1057933A1 (en) 1982-04-21 1982-04-21 System for automatic control of process of growing micro-organisms

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1057933A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство ССС № 527472, кл. G 05 D 27/00, 1976. 2., Авторское свидетельство СССР N 90.3823, кл. G 05 D 27/00, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2242323C (en) Fermentation control
Hosler et al. Penicillin from chemically defined media
NZ200474A (en) Process for culturing micro-organisms
US5139938A (en) Production of substances with an acetic acid-producing and assimilating bacterium inhibited by acetic acid
US3384553A (en) Method and equipment for aerobic fermentation on liquid culture mediums
SU1057933A1 (en) System for automatic control of process of growing micro-organisms
SU1684341A2 (en) Method of automatic control of microorganism growth process
SU1465459A1 (en) Method of automatic control of fermentation process
SU619511A1 (en) Method of automatic control of microorganism continuous growing process
JPH0576346A (en) Method for controlling concentration of carbon source in aerobic culture of microorganism and apparatus therefor
SU964002A1 (en) Method for automatically controlling continuous cultivation of microorganisms
SU1150618A2 (en) System for automatic controlling of fodder yeast
SU1682395A1 (en) Method for automatic control of a multistage fermentation process
SU1735371A2 (en) Method for automatic control of concentration of microorganisms
SU1275036A1 (en) Method of automatic control for process of alcoholic fermentation
SU1043167A1 (en) Method for automatically controlling concentration of microorganisms
SU1011687A1 (en) Method for automatically controlling culturing of microorganisms
SU1073283A1 (en) System for automatic control of the process of continuously growing microorganisms
SU1010608A2 (en) Micro organism growing automatic control system
SU1472510A1 (en) System for automatic control of substrate feed in microorganism continuous cultivation process
SU903823A1 (en) System for micro-organism cultivation automatic control
SU488848A1 (en) Yeast Cultivation Automatic Control System
SU1437397A1 (en) Method of automatic control of process of continuous growing of microorganisms
SU438396A1 (en) A METHOD FOR THE CONTINUOUS CULTIVATION OF PHOTO-AUTOTROPHIC MICRO-ORGANISMS il 1 f1 e ^ SHOW!
SU1209713A1 (en) Method of automatic control of fermentation process