SU1686412A1 - Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот - Google Patents

Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот Download PDF

Info

Publication number
SU1686412A1
SU1686412A1 SU894735413A SU4735413A SU1686412A1 SU 1686412 A1 SU1686412 A1 SU 1686412A1 SU 894735413 A SU894735413 A SU 894735413A SU 4735413 A SU4735413 A SU 4735413A SU 1686412 A1 SU1686412 A1 SU 1686412A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bioreactor
output
substrate
regulator
supply line
Prior art date
Application number
SU894735413A
Other languages
English (en)
Inventor
Саулюс Римвидович Тумас
Римантас-Ионас Ионович Дагис
Юргис-Казимерас Юргевич Станишкис
Альгимантас-Антанас Брониславович Паулюконис
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной энзимологии
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной энзимологии filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт прикладной энзимологии
Priority to SU894735413A priority Critical patent/SU1686412A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1686412A1 publication Critical patent/SU1686412A1/ru

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к биотехнологии , а именно к управлению процессом биокаталитического синтеза аминокислот, и может быть использовано в технологии получени  аминокислот химико энзиматическим способам в химической и микробиологической промышленности. С целью повышени  продуктивности биокатализатора, система автоматического управлени  включает датчик рН на выходе биореактора, подключенный через рН-метр, фильтр низкой частоты и блок подсчета изменени  скорости подачи субстрата к регул тору рН, управл ющему исполнительным механизмом на линии подачи субстрата. Система также содержит рас- ходомер на линии подачи субстрата, подключенный к регул тору, управл ющему реле, которое включает контур регулировани  температуры биореактора, а также датчик температуры, который подключен через вторичный прибор и блок вычислени  теоретического рН значени  к блоку сравнени , из которого сигнал поступает в регул тор, управл ющий исполнительным механизмом , установленным на линии подачи гор чей воды в контур термостатировани  биореактора, 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к биотехнологии , а именно к управлению процессом биокаталитического синтеза аминокислот, и может быть использовано в технологии получени  аминокислот химико-энзиматическим способом в химической и микробиологической промышленности
Цель изобретени  - повышение продуктивности биокатализатора.
Изобретение заключаетс  в следующем .
Технологи  требует, чтобы из стадии би- окаталитического синтеза аминокислот на последующие стадии подавалс  раствор, в котором концентраци  продукта была посто нной . Известно, что биокатализатор имеет свою оптимальную рабочую температуру , при которой обеспечиваетс  максимальна  скорость реакции синтеза. Однако старение биокатализатора приводит к заметному падению его активности и стабильности , вследствие чего концентраци  продукта на выходе биореактора уменьшаетс .
Скорость реакции можно увеличить, повыша  температуру, что ведет к изменению рН в биореакторе. Св зь между температурой и рН  вл етс  пр молинейной и дл  каждого биокатализатора определ етс  экспериментальным путем. Однако повышение
о со
О Ј
ю
температуры негативно действует на активность и стабильность биокатализатора - резко ускор етс  процесс старени .
С другой стороны, при синтезе аминокислот во врем  реакции измен етс  рН реакционной среды из-за разности констант ионизации ионогенных групп субстрата и продукта, что позвол ет найти зависимость между концентрацией образовавшегос  продукта и изменением рН среды.
Таким образом, определ етс  св зь между температурой, рН на входе и выходе биореактора и концентрацией продукта на выходе биореактора.
Алгоритм управлени  процессом составлен исход  из вышеупом нутых соображений .
В начальном этапе управление концентрацией продукта на выходе биореактора ведетс  при оптимальной температуре путем измерени  рН на выходе биореактора и соответственным продлением времени контактировани  субстрата с биокатализатором , т.е. уменьшением скорости подачи субстрата в биореактор. Субстрат подаетс  с посто нным рН.
Концентраци  продукта на выходе биореактора должна измен тьс  в узком диапазоне , поэтому можно написать
р а0 + ait,
где р - концентраци  продукта;
t - врем  контактировани  субстрата с биокатализатором (врем  реакции);
а0, ai - коэффициенты (определ етс  экспериментально).
Аналогично
Н Ьо + Ьф,
где Н-рН на выходе биореактора;
bo.bi - коэффициенты (определ етс  экспериментально).
Врем  реакции и линейную скорость подачи субстрата в биореактор в каждый момент времени можем описать
V0to ... Viti ... L,
где Л- линейна  скорость подачи субстрата в биореактор;
L - длина биореактора.
Коэффициент изменени  скорости подачи субстрата можно определить, формулу (1) вставл   в (2) и вз в соотношение из формулы (3)
Vi KV|-i,
К
Hi-i + Ci Hi-i +Ci
(5)
Ci -bo- a0bi,
(6)
10
15
20
25
30
35
40
50
55
45
где I - момент измерени .
Уменьшать скорость подачи субстрата из-за технологических требований целесообразно до определенной величины, достигнув которую система переходит к второму этапу управлени .
В этом этапе стабилизируетс  подача субстрата на достигнутом уровне, а температура измен етс  так, чтобы измеренное рНэ достигло высчитанное теоретическое рНт, что в свою очередь соответствует стабилизации концентрации продукта на выхо- Д( биореактора.
На чертеже изображена структурна  схема предлагаемой схемы.
Система автоматического управлени  концентрацией продукта на выходе биореактора 1 содержит датчик 2 рН, подключенный через рН-метр 3 к фильтру 4 низкой частоты (ФНЧ), который через реле 5 и блок 6 подсчета изменени  скорости подачи субстрата соединен с первым регул тором 7, управл ющим исполнительным механизмом 8, установленным на линии подачи субстрата .
Расходомер 9 соединен с вторым регул тором 10, который подключен к реле 5, и с задатчиком 11.
Датчик 12 измерени  температуры через вторичный прибор 13 и блок 14 подсчета теоретического рН подключен к блоку 15 сравнени , к которому подключено реле 5. Блок 15 сравнени  подключен к третьему регул тору 16, управл ющему исполнительным механизмом 17, установленному на линии подачи гор чей воды в контур термостатировани  биореактора.
Блоки 6, 14 и 15 выполнены на микропроцессорах .
Перед запуском технологического процесса надо экспериментально установить или использовать литературные данные дл  определени  пр молинейных коэффициентов дл  блока б (используетс  конечный линейный участок зависимости концентрации продукта на выходе биореактора от времени и изменение рН от времени) и блока 14 (зависимость рН от температуры), а также установить задатчик 11, определ ющий, до какого уровн  целесообразно уменьшать количество подаваемого субстрата. Субстрат в биореактор подаетс  с посто нным рН.
Система работает следующим образом .
При проведении реакции синтеза аминокислот сигналы от рН-метра 3 через ФНЧ А и замкнутые контакты реле 5, подаютс  в блок 6 дл  подсчета коэффициента изменени  скорости подачи субстрата. В соответствии с сигналом, полученным из блока 6 первый регул тор 7 формирует управл ющий сигнал исполнительному механизму 8, который регулирует скорость подачи субстрата в биореактор. Вследствие этого рНэ поддерживаетс  заданной величины и на выходе колоночного биореактора концентраци  продукта стабилизируетс .
Когда скорость подачи субстрата, измер ема  расходомером 9, станет меньше заданной , третий регул тор 10 формирует сигнал реле 5, который переключает свой контакт и сигнал от рН-метра 3 подаетс  в блок 15 сравнени . С этого момента включаетс  контур управлени  процессом по температуре , а скорость подачи субстрата стабилизируетс  на достигнутом уровне.
Сигнал от температурного датчика 12 через вторичный прибор 13 подаетс  на блок 14 подсчета теоретического значени  рН, из которого попадает в блок 15 сравнени . В блоке 15 сравнени  сравниваетс  теоретическое значение рНт с измеренным рНэ. Когда измеренное рН-метром 3 рНэ начинает уменьшатьс , в блоке 15 сравнени  получаем разницу между сигналами рНэ и рНт, вследствие чего вырабатываетс  вторым регул тором 16 управл ющий сигнал дл  исполнительного механизма 17, измен ющего температуру в рубашке биореактора 1, Повыша  температуру повышаетс  и активность биокагализатора, вследствие чего мен етс  концентраци  продукта на выходе биореактора 1. Из-за повышени  температуры измен етс  рНа аминогрупп субстрата и продукта, а вследствие этого - показани  рН-метра 3 и, следовательно, рНэ. Сигнал от датчика 12 температуры через вторичный прибор 13 подаетс  в блок 14 подсчета теоретического значени  рН, в котором подсчитываетс  новое рНт, учитывающее изменившуюс  температуру.
Таким образом, повышение температуры ведетс  до совпадени  рНэ и рРт, что позвол ет добитьс  посто нной заданной концентрации на выходе биореактора.
Процесс  вл етс  инертным, потому повышение температуры производитс  очень медленно.
Испытание предлагаемой системы в лабораторных услови х показало, что продуктивность биокатализатора повысилась на
7%.

Claims (1)

  1. Формула изобретени  Система автоматического управлени  концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот , включающа  последовательно соединенные датчик рН, рН-метр, фильтр низкой частоты, реле, блок подсчета изменени  скорости подачи субстрата в биореактор , первый регул тор и исполнительный механизм, установленный на линии подачи субстрата, отличающа с  тем, что, с целью повышени  продуктивности биокатализатора , она содержит контур регулировани  температуры вторичного прибора, блока подсчета теоретического значени  рН, блока сравнени , второго регул тора и исполнительного механизма, установленного на линии подачи гор чей воды, а также
    последовательно соединенные задатчик, третий регул тор и расходомер, установленный на линии подачи субстрата, причем выход третьего регул тора соединен с реле, нормально разомкнутые контакты которого
    подключены к блоку сравнени , и блок подсчета изменени  скорости подачи субстрата , вход которого соединен через нормально замкнутые контакты реле с выходом фильтра низкой частоты, а выход - с
    входом первого регул тора.
SU894735413A 1989-07-05 1989-07-05 Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот SU1686412A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894735413A SU1686412A1 (ru) 1989-07-05 1989-07-05 Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894735413A SU1686412A1 (ru) 1989-07-05 1989-07-05 Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1686412A1 true SU1686412A1 (ru) 1991-10-23

Family

ID=21468817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894735413A SU1686412A1 (ru) 1989-07-05 1989-07-05 Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1686412A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N: 1558453, кл.G 05 D 27/00, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1686412A1 (ru) Система автоматического управлени концентрацией продукта на выходе колоночного биореактора при синтезе аминокислот
SU429064A1 (ru) Способ автоматического управленияпроцессом полимеризации или сополимеризации этилена
SU1031974A1 (ru) Способ регулировани процесса коагул ции латекса синтетического каучука
SU544669A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом осахаривани
SU1124212A1 (ru) Автоматическое устройство дл измерени концентрации электролитов
SU451740A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом осахаривани крахмалосодержащих сред
SU1659356A1 (ru) Способ управлени абсорбционным процессом сернокислотного производства
SU1019408A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
SU1118619A2 (ru) Устройство дл автоматического управлени процессом нейтрализации кислых сточных вод
SU1119979A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом получени нитрата натри
RU1786002C (ru) Способ автоматического управлени процессом во вращающемс барабанном реакторе
SU1421416A1 (ru) Способ автоматического управлени осадительными центрифугами,работающими параллельно
SU580891A1 (ru) Способ регулировани процесса абсорбции
SU1399342A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
RU1797105C (ru) Устройство стабилизации концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты
SU724162A1 (ru) Устройство дл автоматического регулировани расхода ингибитора гидратообразовани
SU1179287A1 (ru) Устройство дл управлени процессом нейтрализации сточных вод
RU2023718C1 (ru) Способ автоматического управления процессом производства спиртового уксуса
SU1117279A1 (ru) Способ автоматического регулировани процесса нейтрализации фосфорной кислоты
SU1493677A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом сатурации дефекованного сока в многосекционном сатураторе
SU1308618A2 (ru) Способ автоматического управлени эпюрационной колонной
SU886964A1 (ru) Способ автоматического управлени каскадом реакторов непрерывного действи
SU968794A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом непрерывного культивировани микроорганизмов
SU1057504A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом получени гидрата диацетон-2-кето- @ -гулоновой кислоты
SU929140A1 (ru) Устройство дл регулировани процесса кристаллизации из растворов