SU968794A1 - Способ автоматического управлени процессом непрерывного культивировани микроорганизмов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к микробио логической промышленности, а именно к способам автоматического управлени  процессом непрерывного культиви ровани  микроорганизмов, например кормовых дрожжей. Известен способ автоматического управлени  процессом непрерывного культивировани  микроорганизмов, предусматривающий регулирование кон центрации подаваемого субстрата, расходов раствора минеральных солей и воздуха 1.. Однако при данном способе недостаточно эффективно используютс  пи тательный субстрат и питательные со ли, так как экономический коэффициент не учитывает количество только неутилизированного субстрата, в св зи с этим увеличиваетс  концентраци  неутилизированного субстрата. на выходе ферментера, а это снижает эффективность его использовани . Кроме того, данный способ не оценивает эффективность использовани  минергшьных солей. Целью изобретени   вл етс  снижение себестоимости биомассы. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу автоматического управлени  процессом непрерывного культивировани  микроорганизмов , предусматривающее регулирование концентрации подаваемого субстрата, расходов раствора минеральных солей и воздуха, осуществл ют корр«акцию концентрации питательного субстрата и расходов раствора минеральных солей и воздуха в зависимости от результата сравнени  предшествующего значени  величины соотношени  расходов субстрата и минеральных солей с учетом ихстоимости к единице полученной биомассы с последующим. На чертеже представлена принципиальна  схема устройства, реализующего , данный способ. П р и м е р. Из технологических затрат на непрерывное культивирование кормовых дрожжей 78% составл ет питательный, субстрат РВ), 19% - питательные минеральные соли и 3% другие составл ющие. Таким образом, себестоимость выращенных дрожжей почти полностью определ етс  стоимостью потока РВ. и минеральных солей . Коэффициент технологических затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, без условно посто нных затрат можно определить по следующему уравнению:

-1 + UaGa

С

G:

причем G

CoD,

где.С -расход РВ, подаваемого в ферментер;

и - цена РВ;

G - расход минеральных солей, подаваемых в ферментер;

О - цена минеральный солей;

С. - концентраци  РВ в питательном субстрате;

С2 - концентраци  биомассы в культуральной жидкости; О - скорость протока через ферментер .

Следовательно, дл  определени  коэффициента технологических затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, достаточно измерить концентрацию РВ в поступающем субстрате, концентрацию биомассы в отход щей культуральной жидкости , скорость протока и расход питательных солей и знать цену минеральных солей и питательного субстрата .

Необходимые дл  культивировани  количества раствора минеральных солей и аэрирующего воздуха, соответствующие перерабатываемым РВ,наход т из уравнени  материального баланса .

Датчики 1 и 2 измер ют концентрацию РВ и расход подаваемого питателного субстрата, датчиками 3 и 4 концентрацию РВ и микроорганизмов в культуральной жидкости, датчиком 5расход питательных солей.

Измеренные величины поступают в блок б, где концентраци  РВ и микроорганизмов в культуральной жидкости сравниваетс  с заданными ограничени ми , и в случае выхода одной из величин за пределы ограничени  сигнал из блока б поступает на исполнительный механизм .7, который перекрывает линии отбора дрожжевой суспензии из ферментера. При выполнении о раничений, на основании измеренных значений,по уравнению вычисл ют коэффициент технологических затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, и сравнивают с предшествующим измерением, поступающим из блока 8 пам ти. Если величина коэффициента технологических затрат питательного субстрата и минеральных солей, приведенных на единицу полученной биомассы, последующего измерени  меньше предшествующего , то изменение концентрации подаваемого субстрата и расхода минеральных солей было целесообразным в противном случае следует возвратитьс  к исходному состо нию. Тем самым, РВ перерабатываемого субстрата и расходы минеральных солей увеличиваютс  лишь в том случае, если выполн ютс  заданные ограничени  и себестоимость дрожжей оказываетс  , чем на низкоконцентрированном субстрате.

Сигнал результата сравнени  подаетс  в блок 9 регулировани  расхода воздуха, выход которого соединен с исполнительным; механизмом 10, измен ющим подачу воздуха в соотве,тствии с величиной С. и значением выходного сигнала с блока б.

Сигнал с блока б также поступает на вход блока 11 регулировани  концентрации питательного субстрата и расхода питательных солей. Требуемое изменение концентрации подаваемого субстрата достигаетс  изменение соотношени  между гидролизатом и водой . На выходах блока 11 управл ющие сигналы подаютс  на исполнительные механизмы 12 - 14, которые установлены на лини х подачи гидролизата , воды и минеральных солей. На лини х материальных поступлений в ферментер датчики 5, 15-17 расхода позвол ют регулирующим блокам 9 и 11 контролировать отработку заданных команд. Требуемый объем культуральной жидкости в аппарате поддерживают контуром регулировани , который состоит из датчика 18 объема , подключенного на вход регул тора 19, выход которого св зан с исполнительным механизмом 20.

Периодическое изменение концентрации питательного субстрата и расхода питательных солей осуществл ют блоком 21 посредством воздействи  на регулирующий блок 11 импульсами заданной продолжительности через определенные проме кутки времени в соответствии с заложенной программой, С блока 21 также поступает сигнал на блок 8 пам ти дл  фиксации нового noncf OBoro шага.

Данный способ регулировани  позвол ет осуществл ть технологический процесс непрерывного культивировани  микроорганизмов при максимально возможных концентраци х потребл емогр субстрата без увеличени  себетоимости продукции, так как. процесс поддерживаетс  в области экстремальной точки себестоимости дрожжей по использованию питательного субстрата и питательных солей.

Экспериментальные данные показали , что в результате реализации данного способа по сравнению с известным обеспечиваетс  снижение расхода РВ на 3%, снижение расхода минеральных солейна 1,8% и снижение себестоимости дрожжей на 2,8%.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР .№ 507625, кл, С 12 Q 3/0.0, 1976.