Микробиологические процессы управление

Книга будет полезна многим исследователям, работающим в области теоретических основ химической технологии, технологии микробиологических процессов, теоретической и прикладной кибернетики, теории управления и оптимизации химико-технологических процессов, физико-химической гидромеханики. Она может использоваться также в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов химических и химико-технологических специальностей вузов и университетов. [c.5]

В настоящем сообщении описаны конструкция оборудования и принципы управления системы с точки зрения проблемы оптимизации процессов. На рис. 1 показана система управления с переменными физическими и физико-химическими параметрами, меняющимися в микробиологическом процессе, автоматическое устройство и программный блок. [c.217]

Современный подход к управлению микробиологическими процессами основан иа учете состояния культуры как решающего фактора всего процесса ферментации. Действительно, в силу целого ряда причин повторные реализации одного и того же процесса биосинтеза даже при условии полной стандартизации посевной дозы могут значительно отличаться по конкретному состоянию клеток продуцента во времени. В реальных условиях довольно сильно меняется продолжительность лаг-фазы, скорость достижения клетками экспоненциальной фазы роста и даже их активность в этой фазе и в последующих фазах биосинтеза. Это требует не только слежения за брутто-характеристиками биотехнологического процесса, но и постоянного и эффективного контроля за поведением той реальной популяции клеток, которая складывается в данной конкретной ферментации в каждом отдельном аппарате. [c.23]

Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников институтов, проектных организаций и предприятий всех отраслей химической промышленности и смежных с ней отраслей народного хозяйства, занимающихся вопросами аппаратурно-технологического оформления и автоматизации производств. Она будет полезна исследователям, работающим в области теоретических основ химической технологии, технологии микробиологических нроцессов, теории управления и оптимизации химикотехнологических процессов, физико-химической гидродинамики, технической кибернетики. Книга может служить учебным пособием для студентов и аспирантов химических и химико-технологических специальностей вузов и университетов. [c.2]

ЭВМ служит техническим средством эффективно реализующим принципы кибернетического подхода к анализу, синтезу и управлению биотехнологическими процессами. При этом разработка и внедрение автоматизированных систем управления биотехнологическими процессами является важным этапом технического перевооружения и модернизации действующих биохимических производств, а также создания на основе систем автоматизированного проектирования новых высокоинтенсивных предприятий по выпуску продуктов микробиологического синтеза. [c.6]

Микробиологическое выщелачивание может использоваться для извлечения металлов и неметаллов как из бедных, так и богатых материалов, в частности сульфидных. Для его осуществления не требуется больших капиталовложений и эксплуатационных затрат. Процессы осуществляются при обычных температуре и давлении, просты в управлении и неопасны для окружающей среды. Однако применение микробиологического выщелачивания при переработке руд, в том числе в химическом обогащении, требует решения ряда весьма сложных научных и научно-технических проблем. К ним следует отнести использование генетики и селекции микроорганизмов для получения культур, имеющих значительно большую активность, чем применяемые в настоящее время. Необходимо изыскание новых видов микроорганизмов, способных окислять и растворять минералы. Крайне важным является изучение рациональных комбинаций химических, микробиологических и других методов, пригодных для промышленной технологии. [c.156]

Это обстоятельство выдвигает перед исследователями важную народно - хозяйственную задачу - разработать высокоэффективные и экономичные процессы микробиологического синтеза и системы управления, обеспечивающие поддержание этих процессов в опти -мальном режиме. [c.56]

Несмотря на многочисленные исследования, микробиологическая природа активированного ила еще до конца не изучена. Состав смешанной популяции варьирует в зависимости от субстрата, скорости течения, pH, температуры и т. д. Остается пока не ясным и способ управления процессом минерализации для получения хорошо осаждаемых хлопьев с максимальной окисляющей активностью. [c.296]

Микробиология — наука о живых организмах, имеющих малые размеры и не видимых невооруженным глазом. Задача микробиологии заключается в изучении строения и закономерностей развития микроорганизмов с целью выяснения роли их в процессах превращения веществ, возможности управления этими процессами. Микроорганизмы имеют исключительно важное значение в круговороте веществ в природе. Одни микроорганизмы осуществляют распад сложных соединений в процессе разложения органических остатков, а другие в процессе жизнедеятельности синтезируют органические вещества из простых неорганических соединений (диоксида углерода, атмосферного азота и др.). Некоторые микроорганизмы могут вызывать болезни, а другие используются для лечения ранее не излечимых заболеваний. Микроорганизмы способствуют образованию почв, под их воздействием образуются отложения некоторых полезных ископаемых (например, некоторых видов железных и серусодержащих руд). В нашей стране создана микробиологическая отрасль промышленности, одной из задач которой является получение кормовых белков из отходов нефтеперерабатывающих заводов. [c.198]

Недавние успехи в изучении микробиологического и биохимического механизмов анаэробного сбраживания дают возможность оптимизации управления процессом, особенно предупреждения нестабильности в работе сбраживателя. Несмотря на развитие [c.40]

Следовательно, выбор и обоснование основной модели роста популяции являются в настоящее время узловой точкой в создании общей математической модели процесса микробиологического синтеза, логическим развитием и завершением которого является обоснование масштабного переноса процесса, создание теории ферментера и решение вопросов, связанных с управлением процесса. Наиболее плодотворным представляется построение кинетических моделей, базирующихся на конкретизации длж роста популяции фундаментальных положений биологии, физики и химии (законы сохранения для случая саморегулирующих систем), а не поиски аналогий, постулирование сомнительных положений или сведение целого в поведении системы высокой степени сложности к частному проявлению ее свойств. [c.105]

Управление процессом микробиологического синтеза сводится к обеспечению соотношений и абсолютных значений концентраций веществ, необходимых для роста и размножения микробной клетки и создания физико-химических условий, обеспечивающих протекание процессов метаболизма, ориентированного на оптимальное получение целевого продукта. [c.283]

На основании анализа уравнения сорбции кислорода (4.27) можно сделать вывод, что регулирование содержания в культуральной жидкости растворенного кислорода можно осуществить п-) двум основным направлениям изменением соотношения концентрации газов (в первую очередь парциального давления азота и кислорода) в смеси, подаваемой на аэрацию, и изменением величины объемного коэффициента массопередачи кислорода, достигаемым варьированием гидродинамической обстановки в ферментере (изменением интенсивности перемешивания культуральной жидкости). Оба этих принципа могут быть совмещены в едином комбинированном приеме. В целом же можно считать, что аэрация и перемешивание являются в настоящее время основным каналом управления и регулирования процесса микробиологического синтеза. [c.283]

Математическая модель микробиологического синтеза должна обосновывать пути оптимизации, управления, регулирования и масштабного переноса процесса. [c.316]

Динамика распределения возраста агрегатов. Возраст агрегата а, т.е. время, прошедшее от момента попадания агрегата в систему до текущего момента, является важным фактором, определяющим процессы, протекающие в агрегате, а плотность распределения возраста необходима для расчета характеристик системы. Задача моделирования и управления распределением по возрастам возникает при изучении не только химико-техно-логических процессов, но и процессов микробиологического синтеза, а также функционирования большого числа однотипных аппаратов [14]. Динамика распределения возраста агрегатов не связана с кинетикой ни химических превращений, ни взаимодействия агрегатов и среды. На распределение возраста р(<х, I) влияет только изменение потока через аппарат. [c.34]

Цель процесса стерилизации состоит в удалении или уничтожении всех живых микроорганизмов внутри или на поверхности предмета. В микробиологических лабораториях для стерилизации культуральных сред, оборудования и стеклянной посуды используется пар, для стерилизации стеклянной посуды и металлического оборудования — сухой жар, для стерилизации инструментов— газ, для стерилизации растворов — фильтрация и в особых случаях применяют радиоактивное облучение. Стерилизация широко используется в больницах, фармакологии и на производстве. Изменения в службах охраны здоровья, в типах медицинской продукции, требующих стерилизации, а также государственные постановления влекут за собой изменения в технике осуществления стерилизации. Стерилизация характеризуется развивающейся технологией с непрерывным усовершенствованием в конструкциях оборудования и его управлении. Методы стерилизации описываются во многих работах общего характера [1—13]. [c.166]

Интенсификация научных исследований в области биотехнологии, сложность сооружаемых технологических установок, повышение эффективности работы медицинской и микробиологической промышленности приводят к необходимости создать современные средства автоматизации исследований и автоматических систем управления биотехнологическими процессами. При решении этих вопросов особые требования предъявляются к качеству конечного продукта, оптимальности процессов, реализованных с помощью систем автоматического регулирования и подбору сбалансированных питательных сред. Решение данных проблем возможно при высоком уровне подготовки специалистов-биотехнологов, обладающих не только специальными знаниями, но и мировоззренческой подготовкой. [c.5]

Для решения задач оптимизации и управления биотехнологическими процессами микробиологического синтеза необходима информация о закономерностях кинетики этих процессов, т. е. их динамической реакции на изменение условий культивирования. В ряде случаев оправдывает себя подход, основанный на составлении каталога вещественно-математических моделей биотехнологических процессов микробиологического синтеза. Например, набор математических моделей для однофакторной зависимости удельной скорости накопления биомассы от лимитирующего субстрата может быть представлен одним из следующих выражений [c.22]

Полученные режимы оптимального управления биотехнологическими процессами микробиологического синтеза реализуются с помощью средств математического обеспечения текущего эксперимента. [c.88]

Управление биотехнологическими процессами Все биотехнологические процессы относят к числу управляемых, хотя уровень управления различен, и он изменяется со временем Поэтому неуправляемые процессы могут быть в природных условиях (тогда они не относятся к разряду биотехнологических) или они осуществляются с расчетом на саморегулируемость биообъекта Абсолютно неуправляемых биотехнологических процессов не существует Например, микробиологические процессы характеризуются рядом особенностей, которые необходимо учитывать при конструировании оборудования К таким особенностям относятся [c.275]

Авторы надеются, что книга будет полезна псследователям, работающим в области теоретических основ химической, нефтехимической и биохимической технологии, кибернетики и системного анализа химических и биохимических процессов, научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся разработкой процессов п аппаратов химической технологии п работающим над проблемами оптимизации, управления и оптимального проектирования процессов химической, нефтехимической, микробиологической промышленности, а также аспирантам и студентам старших курсов. [c.4]

Современный уровень развития вычислительной техники, информационных систем, локальных и глобальных вычислительных сетей существенно изменил требования к нодгоговке специалистов с высшим образованием. Это относится и к подготовке специалистов химико-технологического профиля. Значительные изменения относятся к подготовке специалистов, занятых в области проектирования химико-технологических установок и производств (здесь требуется от специалисаа уметь работать с различными базами данных по свойствам веществ, типам аппаратов и др., умение работать с пакетами прикладных про)рамм, умение использовать вычислительную технику в составлении чертежей установок, оформления спецификаций и описания технических заданий и др.) к подготовке специалистов в области управления технологическими процессами и производствами (требуется от специалиста уметь оценивать коньюктуру рыш а для эффективного формирования номенклатуры продукции, умения разрабатывать системы автоматического регулирования на новой современной технической базе и т.п.) в области разработки новых процессов и аппаратов химических и биотехнологических производств, нефтепереработки и нефтехимии (требуется от специалиста все более глубокое проникновение в суть процессов - маршрутов и кинетики химических реакций, реакций микробиологического синтеза, умение моделировать и прогнозировать протекание процессов в условиях удаленных от равновесия, умение моделировать процессы с нелинейными эффектами, процессы, протекающие на границе устойчивости и т.п.). [c.30]

Дан анализ биохимического производства, рассматриваемого с позиций системного подхода как сложная иерархическая система (БТС) с целым рядом взаимосвязанных подсистем и элементов, обеспечивающих преобразование материальных и энергетических потоков в процессе переработки исходного сырья в целевые продукты микробиологического синтеза. Рассмотрены вопросы выбора глобального и локальных критериев эффективности, а также применения принципов многоуровневой оптимизации при анализе БТС и ее подсистем. Приведены примеры построения математических моделей типовых технологических элементов, составляющих БТС, даны алгоритмы их расчета на ЭВМ и методы анализа надежности функционирования в системе. Детально исследованы условия функционирования основных подсистем БТС ферментации , разделения биосуспензий , биоочистки , рассмотрены принципы их структурного анализа и оптимизации. Рассмотрена иерархическая структура управления биохимическими системами и показана эффективность использования управления на основе ЭВМ в задачах оптимизации процессов биохимических производств. [c.2]

Организационное начало отрасли было положено постановлением Совета Министров СССР от 18 февраля 1966 года О развитии микробиологической промышленности и об организации управления этой промышленностью [1]. В этом документе Совет Министров СССР отметил, что в развитии производительных сил в результате достижений биологической науки определилось новое прогрессивное направление — микробиологический синтез и ферментативный катализ,— дающее возможность нолу-"чать ценные биологически активные вещества для сельского хозяйства и интенсифицировать ряд технологических процессов в промышленности. Применение продуктов микробиологического синтеза позволит,— как сказано в этом постановлении,- улучшить обеспечение животноводства белково-витаминными кормами и растениеводства бактериальными удобрениями и препаратами для борьбы с вредителями растений. Применение продуктов микробиологического синтеза в ряде отраслей промышлепно-сти дает возможность повысить эффективность отдельных производств. [c.347]

Применяется на предприятиях микробиологической промышлениости. Технологическое оборудование и система КИП, входящие в состав установки, характеризуются высо1 ой надежностью работы оборудования и простотой управления технологическими процессами. [c.5]

Сложность (многофакторность) процесса микробиологического синтеза при недостаточной его изученности на различных уровнях не дает возможности утверждать, что перенос процесса в аппарат любой емкости или даже последовательный перенос в аппараты увеличивающегося размера будет определяться одним и тем же параметром всегда следует иметь в виду, что при таких переходах может выявиться лимитирующий фактор, специфический для данного объема. Аналогичные ситуации могут возникнуть и в отношении систем регулирования. Хотя принципы регулирования и управления микробиологическим синтезом и остаются неизменными, тем не менее не исключено, что практические пути осуществления регулирования модифицируются в соответствии с особенностями режимов, создаваемых в больших емкостях. При этом на всех этапах разработки и промышленного осуществления адекватная математическая модель процесса является основным инструментом исследования, контроля и прогнозирования. [c.9]

На опытной установке Краснодарского химкомбината проверялся процесс получения глицерина и гликолей из непищевого растительного сырья, разрабатываемый институтом ВНИИСинтезбелок Главного управления микробиологической промышленности при Совете Министров СССР. [c.202]

Работнова И. Л. Лимитация и ингибирование роста микроорганизмов как средства управления метаболизмом//Лимитирование и ингибирование процессов роста и микробиологического синтеза. Пущипо, 1976. С. 3—17. [c.245]