SU1306955A1 - System for automatic control of growing microorganisms - Google Patents
System for automatic control of growing microorganisms Download PDFInfo
- Publication number
- SU1306955A1 SU1306955A1 SU843826804A SU3826804A SU1306955A1 SU 1306955 A1 SU1306955 A1 SU 1306955A1 SU 843826804 A SU843826804 A SU 843826804A SU 3826804 A SU3826804 A SU 3826804A SU 1306955 A1 SU1306955 A1 SU 1306955A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- substrate
- sensors
- computing device
- concentration
- consumption
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к микробиологической промышленности и может быть использовано в процессч° непрерывного культивировани микроорганизмов. Цель изобретени - повышение производительности аппарата. Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов содержит контуры регулировани рН, температуры в аппарате и подачи субстрата в аппарат , датчик уровн , установлеиньй в аппарате,, вычислительное устройство, входы которого соединены с датчиками расхода субстрата и рН, и исполнительный механизмS расположенный на линии подачи воздуха в аппарат и св - занньй с регул тором, датчики концентрации субстрата и ингибитора. При этом вычислительное устройство подключено к датчикам концентрации субстрата и ингибитора и датчикам температуры и уровн . Выход вычислительного устройства соединен с исполнительным механизмом контура регулировани пода-- чи субстрата, а датчик уровн - с регул тором подачи воздуха в аппарат,. Датчики и вычислительное устройство позвол ют своевременно прогнозировать значение производительности и вырабатывают управл ющую команду в исполнительный механизм, что приводит.к оптимальному управлению расходом субстрата V. Увеличение расхода питате.ль- ного субстрата V по сравнению с V приводит к вымыванию культуры, потер м питательного субстрата и в итоге к уменьшению производительности аппарата и выхода биомассы с единицы субстрата , В случае уменьшени расхода питательного субстрата V по сравнению с V создаетс нехватка питательного субстрата активно размножающимс клеткам и.это также приводит к уменьшению концентрации х и сле,довательно, к уменьшению производительности аппарата . 1 ил. Ьо ел D1The invention relates to the microbiological industry and can be used in the process of & continuous cultivation of microorganisms. The purpose of the invention is to increase the productivity of the apparatus. The system for automatic control of the cultivation of microorganisms contains contours for regulating pH, temperature in the apparatus and supplying the substrate to the apparatus, a level sensor installed in the apparatus, a computing device, the inputs of which are connected to the substrate consumption sensors and pH, and an actuator located on the air supply line in the apparatus and its associated controller, sensors for the concentration of the substrate and the inhibitor. In this case, the computing device is connected to the sensors for the concentration of the substrate and the inhibitor, and the sensors for temperature and level. The output of the computing device is connected to the actuator of the substrate control loop, and the level sensor is connected to the air supply control unit ,. Sensors and a computing device make it possible to timely predict the value of productivity and produce a control command to the actuator, which leads to optimal control of substrate consumption V. An increase in consumption of nutrient substrate V compared to V leads to leaching of the culture, loss of nutrient of the substrate and, ultimately, a decrease in the productivity of the apparatus and the yield of biomass per unit of the substrate. In the case of a decrease in the consumption of nutrient substrate V as compared with V, there is a shortage of pi of the active substrate of actively propagating cells and this also leads to a decrease in the concentration of x and subsequently, to a decrease in the productivity of the apparatus. 1 il. Bo ate d1
Description
1one
Изобретение относитс к микробиологической промышленности и может быть использовано в процессе непрерывного культивировани мргкроорга- низмов.The invention relates to the microbiological industry and can be used in the process of continuous cultivation of microorganisms.
Цель изобретени - повышение проводительности аппарата.The purpose of the invention is to increase the conductivity of the apparatus.
На чертеже показана принципиальна схема предлагаемой системы упралени .The drawing shows a schematic diagram of the proposed control system.
Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов содержит контур регулировани температуры в аппарате 1. состо щий из датчика 2 температуры, соединенного с регул тором 3, выход которого св зан с исполнительным механизмом 4, установленным на лиии подачи хладагента , подаваемого в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН в аппарате, состо щий из датчика 6, соединенного с регул тором 7, к выходу которого подключен исполнительньш механизм 8 на трубопроводе аммиачной воды, контур регулировани подачи воздуха на азрацию в зависимости от уровн культуральной среды в аппарате , состо щий из датчика 9 уровн . соединенного с регул тором 10, выход которого подключен к исполнительному механизму 11, установленному на воздухопроводе , вычислительное устройство 12, вход которого св зан с датчиками 2,6,13,14 температурыS pHj концентрации субстрата и ингибитора,датчиками 9 и 15 уровн и расхода субстрата , а выход соединен с исполнительным механизмом 1, контура регулировани подачи субстрата в аппарат. . Система автоматического управле ни работает следующим образом,.The system for automatically controlling the growing process of microorganisms contains a temperature control loop in apparatus 1. consisting of a temperature sensor 2 connected to a controller 3, the output of which is connected to an actuator 4 installed on the refrigerant supply 5 supplied to the cooling jacket 5, a stabilization circuit The pH in the apparatus, consisting of a sensor 6 connected to a regulator 7, to the output of which an actuator 8 on the ammonia water pipeline is connected, an air supply control loop and the aration depending on the level of the culture medium in the apparatus, consisting of a level 9 sensor. connected to the regulator 10, the output of which is connected to the actuator 11 installed on the duct, the computing device 12, the input of which is connected to the sensors 2,6,13,14 temperature S pHj the concentration of the substrate and the inhibitor, the sensors 9 and 15 of the substrate , and the output is connected to the actuator 1, the circuit controlling the supply of the substrate to the apparatus. . The automatic control system operates as follows.
Температуру в аппарате 1 поддерживают на заданном уровне с помощью контура регулировани температуры, включающего датчик 2 температуры, подключенный на вход регул тора 3, который после сравнени текущего и заданного значени температур вырабатывает сигнал регулирующего воздействи , управл ющего механизмом 4 на линии подачи хладагента, подаваемого в охладительную рубашку 5.The temperature in the apparatus 1 is maintained at a predetermined level by means of a temperature control circuit including a temperature sensor 2 connected to the input of the regulator 3, which, after comparing the current and set temperature values, produces a signal of a regulating action controlling the mechanism 4 on the refrigerant supply line supplied cooling jacket 5.
Измерение кислотности в аппарате воспринимаетс датчиком 6 рН, включенным на вход регул тора 7, которьй в зависимости от отклонени рН в ту или, иную сторону подает сигнал наThe measurement of the acidity in the apparatus is sensed by a pH sensor 6, which is connected to the input of the regulator 7, which, depending on the deviation of the pH in one direction or another, sends a signal to
исполнительный механизм,8 подачи аммиачной воды,actuator, 8 ammonia water supply,
Уровень культуральной среды в аппарате контролируетс датчиком 9, сигнал от которого поступает на регул тор 10, воздействующий на исполни- тельньй механизм 11, установленный на линии подачи воздуха на азрацию.The level of the culture medium in the apparatus is monitored by a sensor 9, the signal from which is fed to the regulator 10, acting on the actuator 11, installed on the air supply line for azration.
II
Помимо зтого система снабжена датчиками 13 и 14 концентрации субстрата и ингибитора в аппарате и вычислительным устройством 12, которое управл ет процессом выращивани микроорганизмов ,In addition to this, the system is equipped with sensors 13 and 14 of the concentration of the substrate and inhibitor in the apparatus and the computing device 12, which controls the process of growing microorganisms,
При этом вычислительное устройство реализует следующие операции. По текущим значени м Т, рН, Н, 5, I, V, поступающим в вычислительное устройство с датчикоЕ: 2,6,9,13,14,15, производитс вычисление удельной скорости роста микроорганизмов в аппара5In this case, the computing device implements the following operations. Based on current values of T, pH, H, 5, I, V entering the computing device from the sensor: 2,6,9,13,14,15, the specific growth rate of microorganisms in the apparatus is calculated
температуры и их оптимальные значени соответственно, ед. рН и с;temperatures and their optimal values, respectively, pH and s;
рн - величины интервалов варьировани показател водородных ионов и температуры со- ответствбшно, ед, .рН и С.pH - values of the ranges of variation of the hydrogen ion index and temperature, respectively, units, pH and C.
Скорость разбавлени среды в аппарате определ етс по формулеThe dilution rate of the medium in the apparatus is determined by the formula
(2)(2)
5050
где V - расход субстрата, where V is the consumption of the substrate
Н - уровень культуральной среды в аппарате, м;.H - the level of culture medium in the apparatus, m ;.
Q - сечение аппарата, м. Значение Q вводитс в вычисл-:;тель г ное устройство перед началом процесса . Изменение используемого гатамма микроорганизмов или качества используемого сырь по экспериментальным данным определ етс посто нными козффициентами в уравнении (1), которые ввод тс в вычислительное устройство.Q is the cross section of the apparatus, m. The value of Q is entered into the computational device before the process begins. The change in the used gatamma of microorganisms or the quality of the used raw material according to experimental data is determined by the constant coefficients in equation (1), which are entered into the computing device.
Хемостатный режим культивировани микроорганизмов проводитс при услоBHHjU D , т.е. когда исходна концент-5 Фурола) колебалась в пределе 0,20 ,5 г/л, концентраци субстрата 10- 15 г/л, рН среды 3,6-4,2, удельна производительность 0,8-1,3 кг/м ч, уровень в аппарате составил 600согласовани The chemostat mode of cultivation of microorganisms is carried out under conditions of BHHjU D, i.e. when the initial concentrate (5 Furol) varied in the limit of 0.20, 5 g / l, the concentration of the substrate was 10-15 g / l, the pH of the medium was 3.6-4.2, the specific productivity was 0.8-1.3 kg / m h, the level in the apparatus was 600consistent
б p-D.b pd.
В зависимости от значени G вычислительное устройство вырабатываетDepending on the value of G, the computing device produces
наon
раци микроорганизмов остаетс посто- ИННОЙ в течение процесса. Исход из этого, вычислительное устройство производит вычисление, использу формулы (1) и (2), и определ ет величину рас- О 700 Лу концентраци биомассы стабилизировалась в диапазоне 22-26 г/л, выход биомассы составил 48-50%.The life of microorganisms remains constant throughout the process. Based on this, the computing device performs the calculation using formulas (1) and (2), and determines the value of the R-700 Lu concentration of the biomass stabilized in the range of 22-26 g / l, the biomass yield was 48-50%.
До использовани данной системы концентраци биомассы в аппарате ко- соответствующие управл ющие воздейст - лебалась в диапазоне 10-25 г/л; расход субстрата в пределе 150-250 л/ч, удельна производительность 0,4- 1,5. кг/м- ч, выход биомассы составил 42-45%.Prior to the use of this system, the concentration of biomass in the apparatus was co-controlling and controlled in the range of 10–25 g / l; substrate consumption in the range of 150-250 l / h, specific performance 0.4-1.5. kg / m-h, the biomass yield was 42-45%.
В результате реализации данной системы максимальное отклонение концентрации биомассы от ее среднегоAs a result of the implementation of this system, the maximum deviation of the concentration of biomass from its average
значени составило 2 г/л. При этом отклонение концентрации биомассы от ее среднего значени уменьшалось на 33,7%. value was 2 g / l. At the same time, the deviation of the biomass concentration from its average value decreased by 33.7%.
Таким образом, за счет введени в систему датчиков 13, 14 и-формировани управл ющих воздействий расходом субстрата в вычислительном устройстве по сигналам, поступающим от датчиков 2, 6, 9, 13, 14 и 15, повышаетс производительность на 9-12%, Фо рмула изобрете ни Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов , содержаш.а контуры регулировани рН, температуры в аппарате и подачи субстрата в аппарат, датчик уров20Thus, due to the introduction into the system of sensors 13, 14 and the formation of control actions by the consumption of the substrate in the computing device, the signals from the sensors 2, 6, 9, 13, 14 and 15 increase productivity by 9-12%. The formula of the invention is an automatic control system for the cultivation of microorganisms, containing contours for adjusting the pH, temperature in the apparatus and feeding the substrate into the apparatus, a level sensor
2525
30thirty
ВИЯ на исполнительный механизм 1 линии подачи субстрата в аппарат, привод щий изменение расхода субстрата на величинуVIA on the actuator 1 of the line supplying the substrate to the apparatus, resulting in a change in the consumption of the substrate by
UV G-H Q.UV G-H Q.
Производительность аппарата определ етс на основе выражени The performance of the apparatus is determined based on the expression
B u-x H-Q V x,B u-x H-Q V x,
где X - концентраци абсолютно сухой биомассы, where X is the concentration of absolutely dry biomass,
V - расчетное значение расхода субстрата, .V - calculated value of substrate consumption,.
На основе вышеприведенной формулы, снима показани датчиков 2,6,j9,13 и 14, соответствующие величинам Т, рН, Н, S, I, рассчитываютс JU и V при помощи управл ющего вычислительного устройства. Величина V определ ет производительность аппарата, так как скорость протока равна .скорости стока при непрерывном культивировании . Датчик и вычислительное устройство позвол ют своевременно прогнозировать значение В и вырабатывают управл ющую команду в исполнительный механизм 16, что приводит к оптимальному управлению расходом субстрата V.Based on the above formula, the readings of sensors 2.6, j9,13 and 14, corresponding to the values of T, pH, H, S, I, are calculated by JU and V using a control computing device. The value of V determines the productivity of the apparatus, since the flow rate is equal to the flow rate during continuous cultivation. The sensor and the computing device allow to predict the value B in time and produce a control command to the actuator 16, which leads to optimal control of substrate consumption V.
Увеличение расхода питательного субстрата V по сравнению с V приводит к вымыванию культуры, потер м питательного субстрата и в итоге к уменьшению производительности аппарата и выхода биомассы с единицы субстрата . В случае уменьшени расхода питательного субстрата V по сравне- 50 нию с V создаетс нехватка питательного субстрата активно размножающимис клетками и это тйкже приводит к уменьшению концентрации х и, следо35An increase in the consumption of the nutrient substrate V as compared to V leads to the leaching of the culture, the loss of the nutrient substrate and, as a result, to a decrease in the productivity of the apparatus and the biomass yield per unit of the substrate. In the case of reducing the consumption of nutrient substrate V as compared to V, a shortage of nutrient substrate is created by actively proliferating cells and this also leads to a decrease in the concentration of x and, followed by
4040
4545
н , установленный в аппарате, вычислительное устройство, входы которого соединены с датчиками расхода субстрата и рН, и исполнительный механизм , расположенный на линии подачи воздуха в аппарат и св занный с регул тором , отличающа с тем, что, с целью повышени производительности , она снабжена датчиками концентрации субстрата и, ингибитора, а вычислительное устройство подключено к датчикам концентрации субстрата и ингибитора и датчикам температуры и уровн , выход вычислительного устройства соединен с исполнительнымinstalled in the apparatus, a computing device, the inputs of which are connected to the substrate consumption and pH sensors, and an actuator located on the air supply line to the apparatus and connected to the regulator, which is equipped with substrate concentration sensors and an inhibitor, and the computing device is connected to the substrate concentration sensors and inhibitor and temperature and level sensors, the output of the computing device is connected to the executive
вательно, к уменьшению производитель-55 механизмом контура регулировани поности аппарата. Пример.It is desirable to reduce the producer-55 by the mechanism for adjusting the condition of the device. Example.
В аппарате объемомIn the apparatus volume
1 м- въфащивали кормовые дрожжи Сапdida robusta Я1(Ь6, Расход субстрата составил 150-200 л/ч, температура среды в аппарате поддерживалась 37 38 С, концентраци ингибитора (фур0 ,5 г/л, концентраци субстрата 10- 15 г/л, рН среды 3,6-4,2, удельна производительность 0,8-1,3 кг/м ч, уровень в аппарате составил 600700 Лу концентраци биомассы стабили зировалась в диапазоне 22-26 г/л, вы ход биомассы составил 48-50%.1 m of feed sugar yeast Sapdida robusta H1 (L6, substrate consumption was 150–200 l / h, the temperature of the medium in the apparatus was maintained at 37–38 ° C, the concentration of inhibitor (fur0.5 g / l, substrate concentration 10–15 g / l, The pH of the medium was 3.6–4.2, the specific productivity was 0.8–1.3 kg / mh, the level in the apparatus was 600700 Lu. The concentration of biomass was stabilized in the range of 22-26 g / l, the yield of biomass was 48-50 %
2020
2525
30thirty
3535
Таким образом, за счет введени в систему датчиков 13, 14 и-формировани управл ющих воздействий расходом субстрата в вычислительном устройстве по сигналам, поступающим от датчиков 2, 6, 9, 13, 14 и 15, повышаетс производительность на 9-12%, Фо рмула изобрете ни Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов , содержаш.а контуры регулировани рН, температуры в аппарате и подачи субстрата в аппарат, датчик уровThus, due to the introduction into the system of sensors 13, 14 and the formation of control actions by the consumption of the substrate in the computing device, the signals from the sensors 2, 6, 9, 13, 14 and 15 increase productivity by 9-12%. formula of the invention. Automatic control system for the cultivation of microorganisms containing pH and temperature control circuits in the device and feeding the substrate to the device, level sensor
00
н , установленный в аппарате, вычислительное устройство, входы которого соединены с датчиками расхода субстрата и рН, и исполнительный механизм , расположенный на линии подачи воздуха в аппарат и св занный с регул тором , отличающа с тем, что, с целью повышени производительности , она снабжена датчиками концентрации субстрата и, ингибитора, а вычислительное устройство подключено к датчикам концентрации субстрата и ингибитора и датчикам температуры и уровн , выход вычислительного устройства соединен с исполнительнымinstalled in the apparatus, a computing device, the inputs of which are connected to the substrate consumption and pH sensors, and an actuator located on the air supply line to the apparatus and connected to the regulator, which is equipped with substrate concentration sensors and an inhibitor, and the computing device is connected to the substrate concentration sensors and inhibitor and temperature and level sensors, the output of the computing device is connected to the executive
дачи cy6cTpaTaj при этом датчик уровн соединен с регул тором подачи воздуха в аппарат.In this case, the cy6cTpaTaj is connected to the level regulator of the air supply to the device.
ww
1313
«"
5five
AA
ll
ww
/ N/ N
Редактор M.БандураEditor M. Bandura
Составитель Г.БогачеваCompiled by G. Bogachev
Техред В.Кадар Корректор А.ЗимокосовTehred V.Kadar Proofreader A.Zimokosov
Заказ 1498/24 Тираж 500ПодписноеOrder 1498/24 Circulation 500 Subscription
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва,, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Производствекно-полиграфическое предпри тие, г„Ужгород, ул,Проектна , 4Production and printing enterprise, Uzhgorod, Proektna st., 4
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843826804A SU1306955A1 (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | System for automatic control of growing microorganisms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843826804A SU1306955A1 (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | System for automatic control of growing microorganisms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1306955A1 true SU1306955A1 (en) | 1987-04-30 |
Family
ID=21152140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843826804A SU1306955A1 (en) | 1984-12-20 | 1984-12-20 | System for automatic control of growing microorganisms |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1306955A1 (en) |
-
1984
- 1984-12-20 SU SU843826804A patent/SU1306955A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1062262, кл С 12 Q 3/00, 1981. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1306955A1 (en) | System for automatic control of growing microorganisms | |
| SU1648980A1 (en) | Process for automated control of growing fodder yeast in continuous action yeast-growing apparatus | |
| SU1747492A1 (en) | Method for automatic cultivation control of microorganisms | |
| SU953631A2 (en) | Micro organism growth process automatic control system | |
| SU978115A1 (en) | Forage yeast growing automatic control system | |
| SU981964A1 (en) | Micro organism continuous growing process automatic control system | |
| SU1346676A1 (en) | Method of automatic control for process of yeast cultivation | |
| SU966673A1 (en) | Method and apparatus for automatic control of continuous growing of microorganisms in bioreactor | |
| SU1062262A1 (en) | Method for automatically controlling culturing of microorganisms | |
| SU1288660A1 (en) | Method of automatic control of process for cultivating microorganisms | |
| SU700538A1 (en) | Automatic control system of microorganism cultivation process | |
| SU1116060A1 (en) | Method of automatic control of microorganism growing process | |
| SU1597865A1 (en) | Method of automatic control of process of continuous production of enzymic lysate | |
| SU1194878A1 (en) | Method of automatic control of process of continuous cultivation of microorganisms | |
| SU1150618A2 (en) | System for automatic controlling of fodder yeast | |
| SU905800A1 (en) | System for automatic controlling of semi-continuous process of micro-organism cultivation | |
| SU1055767A1 (en) | Method for automatically controlling continuos culturing of yeast | |
| SU1370140A1 (en) | Method of automatic control of semi-periodical process of growing aerobic microorganisms | |
| SU968794A1 (en) | Method of automatic control of microorganism continuous cultivation process | |
| SU1221244A1 (en) | Automatic control system for process of yeast cultivation | |
| SU1366530A1 (en) | Automatic control system for process of growing microorganisms | |
| SU819799A1 (en) | Continuous aerobic microorganism growing process control method | |
| SU810801A1 (en) | Method of automatic control of microorganism culturing process | |
| SU940144A1 (en) | Automatic control system for periodic process of biosynthesis of microorganisms in fermenter | |
| SU308060A1 (en) | AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE PROCESS OF CONTINUOUS GROWING MICROORGANISMS |