SU819800A1 - Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА - Google Patents

Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА Download PDF

Info

Publication number
SU819800A1
SU819800A1 SU792774111A SU2774111A SU819800A1 SU 819800 A1 SU819800 A1 SU 819800A1 SU 792774111 A SU792774111 A SU 792774111A SU 2774111 A SU2774111 A SU 2774111A SU 819800 A1 SU819800 A1 SU 819800A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
unit
concentration
duration
signal
Prior art date
Application number
SU792774111A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Федорович Лубенцов
Яков Асаилович Ханукаев
Артем Вартанович Бабаянц
Юрий Григорьевич Колпиков
Original Assignee
Грозненское Научно-Производственноеобъединение "Промавтоматика"
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 Грозненское Научно-Производственноеобъединение "Промавтоматика" filed Critical Грозненское Научно-Производственноеобъединение "Промавтоматика"
Priority to SU792774111A priority Critical patent/SU819800A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU819800A1 publication Critical patent/SU819800A1/ru

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО

Claims (2)

  1. СИНТЕЗА тимальных профилей температуры, аэрации и кислотности среды в аппарате. Кроме того, фиксаци  момента окончани  периодического процесса микробиологического синтеза только по достижению концентрацией микроорганизмов максимального значени , как это осуществл етс  в известной системе , не соответствует оптимальной продолжительности процесса, что приводит к низкому выходу целевого продукта и высоким текущим энергозатратам на ведение процесса. Целью данного изобретени   вл етс  повыщение выхода целевого продукта и снижение текущих энергозатрат. Поставленна  цель достигаетс  тем, что система снабжена контурами определени  оптимальной продолжительности процесса и контрол  скорости протекани  процесса, при этом контур определени  оптимальной продолжительности процесса включает вычислительный блок дл  определени  отношени  текущего значени  концентрации микроорганизмов к длительности процесса и логический блок, а контур контрол  скорости протекани  процесса содержит взаимосв занные блоки дифференцировани , запоминани  максимума, делени  и пороговый элемент , последний соединен через блок воепроизведени  текущей длительности процесса с вычислительным блоком, а вычислительный блок и дифференциатор подключены к датчику концентрации, причем логический блок через командный блок св зан с задающими входами регул торов температуры, аэрации и кислотности. Кроме того, контуры стабилизации температуры , аэрации и кислотности среды снаб жены блокамк задани  оптимального профил  измер емого параметра, св занными через переключающие реле с задающими входа ми регул торов. На чертеже представлена блок-схема предложенной системы автоматического управлени  периодическим процессом микробиологического синтеза. Система содержит контур определени  оптимальной продолжительности процесса, командный блок, контур контрол  скорости протекани  процесса, контуры стабилизации, температуры, аэрации, кислотности среды и давлени  в ферментере 1. Контур определени  оптимальной продолжительности процесса включает датчик 2 концентрации, вычислительный блок 3, блок 4 запоминани , блок 5 сравнени , логический блок 6, св занный с командным блоком 7. Вход последнего подключен к выходу логического блока 6, а выход подключен ко входам переключающих реле 8-10, к другим входам которых подключены блоки И - 13 задани  оптимального профил  (температуры 11, аэрации 12 и кислотности среды 13) л ферментере 1. Контур контрол  скорости протекани  процесса включает дифференциатор 14/св занный с датчиком 2 концентрации микроорганизмов и соединенный с блоком 15 запоминани  максимума, который подключен к блоку 16 делени , соединенного также с дифференциатором 14 и пороговым элементбм 17, выход которого подключен ко входу блока 18 воспроизведени  текущей длительности процесса, св занного с вычислительным блоком 3. Контур стабилизации температуры включает датчик 19 температуры, выход которого подключен к переменному входу регул тора 20, к задающему входу которого подключен выход блока 11 задани  оптимального профил  температуры в аппарате посредством переключающего реле 8, выход регул тора 20 св зан с исполнительным механизмом 21, установленным на линии подачи охлаждающей воды. Контур стабилизации аэрации состоит из датчика 22, подключенного к переменному входу регул тора 23, к задающему входу которого подключен выход блока 13 задани  оптимального профил  подачи воздуха на аэрацию посредством переключающего реле 9, выход регул тора 23 св зан с исполнительным механизмом 24, установленным на линии подачи воздуха на аэрацию. Контур стабилизации кислотности среды в аппарате включает датчик 25 рН-метра, подключенный к переменному входу регул тора 26, к задающему входу которого подключен выход блока 13 задани  оптимального профил  кислотности среды в аппарате посредством переключающего реле 10, а выход регул тора 26 соединен с исполнительным механизмом 27, установленным на линии подачи в ферментер 1 титранта, регулирующей кислотность культуральной жидкости . Контур стабилизации давлени  в ферментере 1 содержит датчик 28, подключенный к переменному входу регул тора 29, к задающему входу которого подключен выход командного блока 7, а выход регул тора св зан с исполнительным механизмом 30, установленным на линии отход щих из ферментера газов. К задающим входам регу л торов 20, 23, 26 подключен выход командного блока 7 при помощи переключающих реле 8-10 соответственно. Система автоматического управлени  периодическим процессом микробиологического синтеза микроорганизмов работает следующим образом. Периодический процесс выращивани  микроорганизмов  вл етс  многофазным. В каждой фазе физиологического развити  микроорганизмов протекание комплекса процессов в клетке зависит от задаваемых значений основных параметров процесса: температуры , аэрации и кислотности среды в аппарате , каждый из которых на различных фазах имеет свое оптимальное значение. В силу этого поддержание указанных параметров на посто нном уровне на всем прот жении процесса биосинтеза не обеспечивает оптимальных условий, определ ющих развитие микроорганизмов и протекание комплекса внутриклеточных процессов в желательном направлении. В предлагаемом способе с помощью блока задани  оптимального профил  параметра перед выращиванием задают оптимальные профили изменени  температуры, аэрации и кислотности среды в аппарате в процессе биосинтеза. Измерение текущего значени  соответствующего параметра осуществл етс  с помощью датчиков 19, 22, 25. Сигнал с выхода датчиков 19, 22, 25 поступает на регул торы 20, 23, 26, где сравниваетс  с заданным значением, которое формируетс  с помощью блока задани  оптимального дл  данного момента времени значени  соответствующего параметра. Возникающий при этом сигнал рассогласовани  по каждому параметру вызывает соответствующее изменение сигнала на выходе регул торов 20, 23, 26, устанавливающих с помощью исполнительных механизмов 21, 24, 27 значени  температуры, расхода воздуха и кислотности, соответствующие оптимальным услови м протекани  процесса микробиологического синтеза. В св зи с этим подачей хладагента, воздуха, среды, регулирующей кислотность культуральной жидкости , осуществл ют воспроизведение оптимального профил  указанных основных технологических параметров процесса: температуры , аэрации и рН в течение всего цикла работы ферментера, осуществл   изменение управл ющего воздействи  при отклонении параметра управлени  от задаваемого оптимального уровн  таким образом, чтобы минимизировать разность текущего и задаваемого значени  параметра. В периодическом процессе в св зи с. накоплением продуктов обмена, тормоз щих дальнейщее развитие культуры, а также в св зи с уменьшением количества питательных веществ, скорость процесса начинает снижатьс  и в конце процесса становитс  близкой к нулю, хот  концентраци  целевого продукта еще не достигает максимального значени . В св зи с невысокой скоростью процесса достижение максимальной концентрации выходного целевого продукта становитс  нецелесообразным, приводит к увеличению продолжительности процесса и не соответствует моменту оптимального окончани  процесса, поскольку с увеличением продолжительности процесса также увели-чиваютс  и текущие затраты. Максимальна  производительность в периодическом процессе , т. е. концентраци  целевого продукта, деленна  на врем  ферментации, достигаетс  до получени  максимальной концентрации , а именно на участке процесса микробиологического синтеза, протекающего с убчвающей скоростью. Этот участок можно охарактеризовать отношением текущего значени  скорости изменени  концентрации микроорганизмов в период ее снижени  к максимальному значению скорости изменени  концентрации перед снижением. Достижение этим отнощением заданного значени   вл етс  условием включени  в работу блока 18 воспроизведени  текущей длительности процесса, позвол ющим с этого момента про изводить вычисление отношени  текущей концентрации микроорганизмов к длительности процесса микробиологического синтеза. Если концентраци  микроорганизмов в культуральной жидкости растет, то сигнал от датчика 2 концентрации увеличиваетс  и поступает на вычислительный блок 3, на другой вход которого поступает сигнал с блока 18 воспроизведени  текущей длительности процесса. При увеличении концентрации .микроорганизмов до наступлени  максимальной скорости роста командный сигнал на включение блока 18, поступающий с выхода порогового элемента 17, равен нулю. Сигнал на выходе блока 18 также равен нулю. При этом на выходе командного блока 7 сигнал отсутствует и переключающие реле 8-10 продолжают коммутировать вьгходной сигнал блоков задани  оптимального профил  11 - 13 на задающие входы соответствующих регул торов 20, 23, 26, а регул тор 29 при этом осуществл ет с помощью исполнительного механизма 30 стабилизацию давлени  в ферментере 1. Процесс накоплени  продуктов биосинтеза продолжаетс . Если предыдущее значение скорости изменени  концентрации микроорганизмов окажетс  больше текущего значени  скорости, определ емого с помощью дифференциатора 14, то на блоке 15 запоминаетс  максимальное значение скорости и на его выходе по вл етс  сигнал, соответствующий максимуму скорости. С этого момента блок 16 начинает определ ть отношение текущего значени  скорости в период снижени  к максимальному значению скорости перед снижением. При равенстве значени  определ емого отношени  заданному значению, установленному на пороговом элементе 17, на его выходе возникает дискретный сигнал «1, поступающий на вход блока 18, который при этом формирует сигнал, пропорциональный текущей длительности процесса. Преобразованный сигнал , пропорциональный текущей длительности процесса, поступает на вход вычислительного блока 3, куда также поступает сигнал, пропорциональный концентрации микроорганизмов с выхода датчика 2. Сигнал, пропорциональный отношению текущего значени  концентрации микроорганизмов к текущей длительности процесса с выхода блока 3, поступает на вход блока 4 запоминани , где запоминаетс  и на вход блока 5 сравнени , где сравниваетс  с результатом предыдущего значени  отношени , вычисленного при измеренной концентрации в иной момент времени процесса. Если текущее значение отношени  концентрации микроорганизмов к длительности процесса больше предыдущего, то на выходе блока 5 сравнени  возникает сигнал «О. При этом логический блок 6 делает вывод о несоответствии длительности процесса моменту оптимального окончани  его. Сигнал на выходе командного блока 7 равен нулю и сигнал на переключающие реле 8-10 не поступает . Последние продолжают коммутацию выходного сигнала блоков 11 -13 на задающие входы регул торов, которые с помощью исполнительных механизмов 21, 24, 27 осуществл ют поддержание температуры, аэрации и кислотности среды в ферментере 1 на оптимальном уровне. Когда же предыдущее значение отношени  окажетс  равным или больше текущего значени  отношени  концентрации микроорганизмов к длительности процесса, на выходе блока 5 сравнени  возникает дискретный сигнал «1, поступающий на вход логического блока 6, который делает вывод о достижении максимума вычисленного отношени  концентрации микроорганизмов к длительности процесса. Выходной сигнал логического блока 6 в этом случае поступает на вход командного блока 7, который при этом дает команду на переключение реле 8- 10, которые в этом случае прекращают коммутацию сигнала с выхода блоков 11 -13 на задающие входы регул торов 20, 23, 26 и осуществл ют коммутацию такого задани  регул торам 20, 23, 29 с выхода командного блока 7, чтобы исполнительные механизмы 21, 24, 27, 30 установились в положени , соответствующие окончанию процесса. Например, с помоьйью исполнительного механизма 21 прекращаетс  подача охлаждающей воды, с помощью исполнительного механизма 24 прекращаетс  подача воздуха на аэрацию, с помощью исполнительного механизма 27 прекращаетс  подача среды, регулирующей кислотность культуральной жидкости в ферментере 1, а с помощью исполнительного механизма 30 осуществл етс  блокировка аппарата от окружающей сре Использование предлагаемой системы автоматического управлени  периодическим процессом микробиологического синтеза позволит увеличить выход целевого продукта и снизить энергозатраты на ведение процесса. Формула изобретени  1.Система автоматического управлени  периодическим процессом микробиологического синтеза, содержаща  датчика концентрации микроорганизмов, блок сравнени , блок запоминани  и контуры стабилизации температуры, аэрации, давлени  и кислотности среды в аппарате, включающие соответственно датчик измер емого параметра, регул тор и исполнительный механизм, огличающа с  тем, что, с целью повышени  выхода целевого продукта и снижени  текущих энергозатрат, она снабжена контурами определени  оптимальной продолжительности процесса и контрол  скорости протекани  процесса, при этом контур определени  оптимальной продолжительности процесса включает вычислительный блок дл  определени  отнощени  текущего значени  концентрации микроорганизмов к длительности процесса и логический блок, а контур контрол  скорости протекани  процесса содержит взаимосв занные блоки дифференцировани , запоминани  максимума, делени  и пороговый элемент, последний соединен через блок воспроизведени  текущей длительности процесса с вычислительным блоком, а вычислительный блок и дифференциатор подключены к датчику концентрации, причем логический блок через командный блок св зан с задающими входами регул торов температуры , аэрации и кислотности. 2.Система по п. 1, отличающа с  тем, что контуры стабилизации температуры, аэрации и кислотности среды снабжены блоками задани  оптимального профил  измер емого параметра, св занными через переключающие реле с задающими входами регул торов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 467099, кл. С 12 В 1/00, 1975.
  2. 2. Авторское свидетельство СССР № 488847, кл. С 12 В 1/08, 1972.
    7итрант
    Гехзы
SU792774111A 1979-05-28 1979-05-28 Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА SU819800A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792774111A SU819800A1 (ru) 1979-05-28 1979-05-28 Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792774111A SU819800A1 (ru) 1979-05-28 1979-05-28 Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU819800A1 true SU819800A1 (ru) 1981-04-07

Family

ID=20831108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792774111A SU819800A1 (ru) 1979-05-28 1979-05-28 Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU819800A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1321836B1 (en) Controller, temperature controller and heat processor using same
SU819800A1 (ru) Система автоматического управлени пЕРиОдичЕСКиМ пРОцЕССОМ МиКРО-биОлОгичЕСКОгО СиНТЕзА
SU981966A1 (ru) Способ автоматического управлени периодическим процессом ферментации
JPS6270904A (ja) 温度制御方法
SU1735372A1 (ru) "Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов" в ферментере"
SU1073283A1 (ru) Система автоматического управлени процессом непрерывного выращивани микроорганизмов
JPS57156824A (en) Controlling method for strip temperature in cold rolling
SU909663A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
SU1364637A1 (ru) Система автоматического управлени процессом периодического культивировани микроорганизмов
SU558042A1 (ru) Способ автоматического управлени подачей тепла в колонны брагоректификационного аппарата
SU1102813A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
SU1016303A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом полимеризации этилена в трубчатом реакторе
SU1388429A1 (ru) Способ управлени процессом приготовлени солевого раствора питательной среды
SU1399342A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
SU981968A1 (ru) Система автоматического управлени непрерывным процессом подсквашивани молока в потоке
SU953631A2 (ru) Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов
SU1094027A2 (ru) Способ автоматического управлени процессом стерилизации питательных сред
SU761482A1 (ru) Способ автоматического регулирования процесса эмульсионной полимеризации 1
SU1382852A1 (ru) Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов
SU1294827A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
RU2074259C1 (ru) Система автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов
SU1285000A1 (ru) Система автоматического управлени процессом выращивани микроорганизмов
SU1019408A1 (ru) Система автоматического управлени периодическим процессом ферментации
SU1666539A1 (ru) Способ автоматического управлени периодическим процессом выращивани клеток животных в ферментаторе с мешалкой
SU1346676A1 (ru) Способ автоматического управлени процессом культивировани дрожжей