SU483426A1 - Система автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к микробиологической промышленности и может быть использовано дл  управлени  аэробными процессами ферментации. Известны системы управлени  аэробной ферментацией, содержащие блок определени  разности между количеством кислорода во вход щем воздухе и обработанных газах, компаратор, исполнительный механизм, установленный на линии подачи воздуха, исполнительный механизм мешалки. Известна  система предназначена дл  управлени  процессом культивировани  микроорганизмов при посто нном парциальном давлении растворенного кислорода в стадии накоплени  биомассы. Однако в стадии биосинтеза метаболитов в аппарате услови  далеки от реакторов полного перемещивани  и значени  рО2 по объему аппарата различны. В этих услови х регулирование процесса при посто нном рОа в определенной точке может привести к избытку или недостатку кислорода. Это ухудшает услови  культивировани  и ингибировани  процесса биосинтеза, а следовательно, уменьшаетс  выход целевого продукта. Цель изобретени  - улучшение условий культивировани  в стадии биосинтеза целевого продукта. Предлагаема  система снабжена блоками определени  количества кислорода , необходимого на эндогенное дыхание, дл  роста культуры и синтеза целевого продукта, и сумматором, при этом последний подключен к блокам определени  количества кислорода и компаратору, вход которого соединен с блоком определени  разности между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработанных газах, а выход - одновременно с исполнительным механизмом мешалки и исполнительным механизмом, установленным на линии подачи воздуха. На чертеже изображена схема предлагаемой системы. Система включает ферментатор с линией подачи воздуха и мешалкой. На линии подачи воздуха установлены датчик 1 определени  количества кислорода во вход щем воздухе, а на линии выпуска отработанных газов - датчик 2 определени  количества кислорода в отработанных газах. Оба датчика соединены с блоком 3 определени  разности между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработанных газах. В системе установлены датчик 4 определени  концентрацнн биомассы , св занный с блоком 5 определени  количества кислорода, необходимого на эндогенное дыхание, и блоком 6 определени  количества кислорода, необходимого дл  роста биомассы; датчик 7 концентрации синтезируемого целевого продукта, соединенный с

блоком 8 определени  количества кислорода, необходимого дл  синтеза целевого продукта . Блоки 5, 6 и 8 соединены с сумматором 9, определ ющим общую потребность системы в кислороде. Выход сумматора 9 подключен к компаратору 10, к которому подключен также блок 3. Выход компаратора 10 соединен с исполнительным механизмом 11, расположенным на линии подачи воздуха, и исполнительным механизмом 12, соединенным с вариатором 13, измен ющим число оборотов мешалки 14.

Система работает следующим образом.

Сигнал с датчика 4 определени  конпентрации биомассы поступает на блоки 5 и 6.

8блоке 5 определ ют количество кислорода, необходимого на эндогенное дыхание, при умножении концентрации биомассы на предварительно определенный дл  данной культуры коэффициент. В блоке 6 определ ют удельную скорость роста биомассы, которую затем также умножают на предварительно определенный коэффициент; произведение определ ет количество кислорода, необходимое дл  роста биомассы. Сигнал с датчика 7 поступает на блок 8, где определ ют удельную скорость биосинтеза целевого продукта,

а при умножении на коэффициент определ ют количество кислорода, необходимое дл  биосинтеза. Сигналы с блоков 5, 6 и 8 поступают на сумматор 9, определ ющий общую потребность в кислороде. С сумматора

9сигнал поступает на компаратор 10, сравнивающий полученную общую потребность в кислороде с разностью между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработалиных газах, полученную блоком 3. При превышении суммарной потребности в кислороде этой разности включают исполнительный механизм 11 на линии подачи воздуха, и концентраци  кислорода увеличиваетс . Если потребность культуры в кислороде не удовлетворенй , То включают исполнительный механизм мещалки, и число оборотов мешалки 14 увеличиваетс . Если разность между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработанных газах превышает определенную суммарную потребность, исполнительный механизм 12 уменьшает число оборотов мешалки 14, а затем при необходимости включают исполнительный механизм 11 на линии подачи воздуха, уменьшающий расход воздуха или концентрацию кислорода в нем. Если в процессе культивировани  дл  биомассы наступает фаза отмирани , то расчет потребности системы в кислороде ведут по фактическому наличию биомассы.

Производительность описываемой системы при получении L-лизина повышаетс  на 5- 8% .

Предмет изобретени 

Система автоматического управлени  .процессом культивировани  микроорганизмов, содержаща  блок определени  разности между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработанных газах, компаратор, исполнительный механизм, установленный на линии подачи воздуха и исполнительный механизм мешалки, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  условий культивировани , она снабжена блоками определени  количества кислорода, необходимого па эндогенное дыхание, дл  роста культуры и синтеза продукта, и сумматором, при этом последний подключен к блокам определени  количества кислорода и компаратору, вход которого соединен с блоком определени  разности между количеством кислорода во вход щем воздухе и отработанных газах, а выход- одновременно с исполнительным механизмом , установленным на линии подачи воздуха , и исполнительным механизмом мешалки .