SU1275044A1

SU1275044A1 - Method of automatic control for process of growing germs

Info

Publication number: SU1275044A1
Application number: SU843811598A
Authority: SU
Inventors: Александр Юрьевич Винаров; Игорь Иванович Шамонов; Виктор Захарович Колодяжный; Рудольф Филиппович Баум; Владимир Петрович Воронков; Виталий Юрьевич Рябов; Галина Анатольевна Зверева; Александр Николаевич Матвеев; Анатолий Федорович Воловненко; Леонид Георгиевич Корниевский; Виктор Николаевич Филиппов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ; Светлоярский Завод По Производству Белково-Витаминных Концентратов; Новополоцкий Завод По Производству Белково-Витаминных Концентратов Им.60-Летия Ссср
Priority date: 1984-11-11
Filing date: 1984-11-11
Publication date: 1986-12-07

Abstract

Изобретение относитс к микробиологической промьшшенности и может быть использовано при автоматическом управлении процессом выращивани микроорганизмов. Изобретение направлено на повышение производительности процесса выращивани микроорганизмов в последовательно соединенных секци х ферментера и снижение расхода солей и субстрата. В секци х 1 ферментера установлены концентратомеры 2 дл измерени суммарной концентрации минеральных солей. Кон (Л центратомером 4 на линии подачи раствора минеральных солей в секцию 1 опThe invention relates to microbiological activity and can be used in the automatic control of the microbial growth process. The invention is directed to increasing the productivity of the process of growing microorganisms in successively connected sections of a fermenter and reducing the consumption of salts and substrate. Concentrometers 2 are installed in sections 1 of the fermenter to measure the total concentration of mineral salts. Kohn (L centrometer 4 on the line supplying a solution of mineral salts in section 1

Description

р-р Huaepa/HHtif силенr.Huaepa / HHtif is strong

4 4 редел ют суммарную концентрацию минеральных солей во входном потоке. Сравнение текущего и предыдущего значений концентрации минеральных солей в секци х с помощью логического устройства 6, а также суммарной концентрации минеральных солей во входном потоке провод т периодически через 0,1-2 ч. Полученное отношение концентраций поступает на блок 7 управлени , вьщающий корректирующие сигналы на приборы 8 и П, определ ющие соотношение общих расходов минеральных солей и субстрата в секции 1. Расхо127 4 домер 9 измер ет расход раствора минеральных солей, .величину которого регулируют исполнительным механизмом 10. Величину потока субстрата регулируют исполнительным механизмом 13. Регулирование расхода субстрата и раствора минеральных солей по секци м осуществл ют, увеличива поток, если разность текущего и предыдущего значений концентра1дии минеральных солей в секции 1 , от1 есенна к концентрации минеральных солей в общем потоке , отрицательна , и уменьша его, если разность положительна . 1 ил.4 4 determine the total concentration of mineral salts in the input stream. Comparison of the current and previous values of the concentration of mineral salts in the sections using logic device 6, as well as the total concentration of mineral salts in the input stream is carried out periodically in 0.1-2 hours. The resulting ratio of concentrations goes to control unit 7, which corrects the corrective signals for devices 8 and P, determining the ratio of the total consumption of mineral salts and substrate in section 1. Rasho127 4 domer 9 measures the consumption of a solution of mineral salts, the magnitude of which is controlled by the actuating mechanism 10. The flow of the substrate is controlled by the actuator 13. Regulation of the flow of the substrate and the solution of mineral salts in sections is carried out, increasing the flow if the difference between the current and previous values of the concentration of mineral salts in section 1, from 1 to the concentration of mineral salts in the total flow, is negative, and decrease it if the difference is positive. 1 il.

Изобретение относитс к управлению биотехнологическими процессами и может быть использовано в микробиологической промыпшенности. Целью изобретени вл етс повышение производительности процесса выращивани микроорганизмов в последовательно соединенных секци х ферментера и снижение расходов солей и субстрата. На чертеже представлена схема, по сн юЩа способ автоматического управлени процессом выраш1ивани микроорганизмов . Схема содержит секции 1 ферментера , соединенные последовательно, в которых установлены кондуктометрические концентратомеры 2 дл определени суммарной концентрации минеральных солей, функционально св занные с вторичными приборами 3. Кондук тометрический концентратомер 4 на трубопроводе подачи раствора минеральных солей в ферментер св зан с вторичным прибором 5. Выходы вторичных приборов 3 и 5 соединены .с входо логического устройства 6, а выход по следнего соединен с входом блока 7 управлени . Первый выход блока 7 управлени св зан через втЬричньп прибор 8, с которым также св зан расходомер 9 на трубопроводе подачи раствора минеральных солей в секцию 1, с исполнительным механизмом 10, второй выход блока 7 управлени через вторичный прибор 11, с которым также св зан расходомер 12 на трубопроводе подачи субстрата в секцию 1, - с исполнительным механизмом 13. Способ осуществл етс следующим образом. В секцию 1 ферментера двум потоками подают субстрат и раствор минеральных солей, Кондуктометрическими концентратомерами 2 определ ют суммарную концентрацию минеральных солей в секции 1, характеризующую производительность процесса ферментации. Кондуктометрическим концентратомером 4 определ ют суммарную концентрацию минеральных солей в растворе, подаваемом в секцшо 1 ферментера.Сиг|налы с концентратомеров 2 и 4 через вторичные приборы 3 и 5 поступают на логическое устройство 6, где происходит сравнение текущего и предыдущего значений суммарных концентраций ;минеральных солей в каждой секции с заданной периодичностью и определение отношени полученной разности значений к общему значению концентрации минеральных солей в общем потоке раствора минеральных солей. Полученное отношение концентраций поступает на блок 7 управлени , который вьщает корректирующие сигналы на вторичные приборы 8 и П„ определ соотношение потоков субстрата и раствора минеральных солей в секцию 1 ферментера . Расходомер 9 измер ет расход раствора минеральных солей. Сигнал с расходомера 9 поступает также на вторичный прибор 8, где происходит его корректировка сигналом с блока 7 управлени . Величину потока раствора ми epaльныx солей регулируют исполнительным механизмом 10 по команде вторичного прибора 8 путем включени или выключени исполнительного механизма , увеличива потоки, если разность текущего и предыдущего значеНИИ концентрации минеральных солей в секции 1 ферментера, отнесенна к концентрации минеральных солей, отрицательна , и уменьша потоки, если описанна разность положительна . The invention relates to the management of biotechnological processes and can be used in microbiological industry. The aim of the invention is to increase the productivity of the process of growing microorganisms in sequentially connected sections of the fermenter and to reduce the consumption of salts and substrate. The drawing shows a diagram, illustrating a method for automatically controlling the process of growing microorganisms. The scheme contains sections 1 of a fermenter connected in series in which conductometric concentration meters 2 are installed to determine the total concentration of mineral salts functionally associated with secondary devices 3. Conductor concentration meter 4 on the pipeline for supplying a solution of mineral salts to the fermenter is connected to the secondary device 5. Outputs the secondary devices 3 and 5 are connected to the input of the logic device 6, and the output of the latter is connected to the input of the control unit 7. The first output of the control unit 7 is connected via the third device 8, to which the flow meter 9 on the mineral salt solution supply pipe to section 1 is also connected, to the actuator 10, the second output of the control unit 7 via the secondary device 11, to which the flow meter is also connected 12 in the pipeline for feeding the substrate to section 1, with an actuator 13. The method is carried out as follows. In section 1 of the fermenter, the substrate and the solution of mineral salts are fed in two streams. Conductometric concentration meters 2 determine the total concentration of mineral salts in section 1 characterizing the productivity of the fermentation process. Conductometric concentration meter 4 determines the total concentration of mineral salts in the solution supplied to fermentor section 1. Signs from concentration meters 2 and 4 through secondary devices 3 and 5 are fed to logic device 6, where the current and previous total concentrations are compared; mineral salts in each section with a given frequency and determination of the ratio of the resulting difference of values to the total value of the concentration of mineral salts in the total flow of a solution of mineral salts. The resulting concentration ratio enters the control unit 7, which introduces corrective signals to the secondary devices 8 and P, and determines the ratio of the flow of the substrate and the solution of mineral salts to section 1 of the fermenter. Flow meter 9 measures the flow rate of the mineral salt solution. The signal from the flow meter 9 is also fed to the secondary device 8, where it is corrected by a signal from the control unit 7. The flow of the solution of epial salts is controlled by the actuator 10 at the command of the secondary device 8 by switching the actuator on or off, increasing the flows, if the difference between the current and previous values of the concentration of mineral salts in section 1 of the fermenter, related to the concentration of mineral salts, is negative and reducing the flows if the difference described is positive.

II

Величину потока субстрата регулируют исполнительным механизмом 13 путем включени и выключени его по команде вторичного прибора 11, на который также поступает сигнал с расходомера 12, На вторичный прибор 11 поступает также сигнал с блока 7 управлени , корректирующий изменение величины потока субстрата пропор1щонально изменению потока раствора минеральных солей.The flow of the substrate is controlled by the actuator 13 by switching it on and off at the command of the secondary device 11, which also receives a signal from the flow meter 12. The secondary device 11 also receives a signal from the control unit 7, which corrects the change in the substrate flow proportionally to the change in the flow of mineral salts .

Пример, Ферментацию провод т в аппарате, имеющем 12 секций, объем аппарата 400 м, проток через аппарат 80 , расход субстрата 2 , расход общего потока минеральных солей 5 .Example: Fermentation is carried out in an apparatus having 12 sections, an apparatus volume of 400 m, a duct through apparatus 80, substrate consumption 2, a flow of total mineral salts 5.

В секци х 2, 4, 7 и 11 установлены кондуктометрические концентратомеры погружного типа с диапазоном измерени 10 См/см. Текущее и предыдущее значени концентраций минеральных солей измер ют с интервалом времени 10 мин.In sections 2, 4, 7, and 11, immersion-type conductometric concentrometers with a measuring range of 10 cm / cm are installed. The current and previous concentrations of mineral salts are measured at a time interval of 10 minutes.

Результаты опытов приведены в таблице .The results of the experiments are given in the table.

Claims

Claim

A method for automatically controlling 55 the process of growing microorganisms, which involves regulating the flow rate of the substrate and the solution of mineral salts at regular intervals, characterized in that, in order to increase the productivity of the process of growing microorganisms in serially connected sections of the fermenter and reduce the consumption of salts and substrate, the difference is periodically determined current and previous values of the concentration of mineral salts in sections, the total concentration of mineral salts in a single stream, maintain a constant ratio of the total consumption of mineral salts and substrate by redistributing the flows in sections of the fermenter, and the flow rate of the substrate and the solution of mineral salts in the sections is carried out depending on the difference between the current and previous values of the concentration of mineral salts, adjusted for the total concentration of mineral salts in the input flow.