Устройство для измерения @ при ферментации аэробных культур

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ИЗМЕРЕНИЯ рН ПРИ ФЕРМЕНТАЦИИ АЭРОБНЫХ КУЛЬТУР,содержащее датчик давления, размещенный в аппарате и связанный через регулятор давления с электродной системой, подключенной к высокоомному преобразователю , и показывающий прибор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено датчиком расхода, установленным на трубопроводе подачи газа в аппарат, и вычислительным блоком, при этом выход последнего подключен к показывающему прибору, один из входов - к высокоомному преобразователю, а другой вход посредством дополнительного преобразователя связан с датчиком расхода. .l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WNWINTN

РЕСПУБЛИН

09) (И) gal)) С 12 M 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, H ABTOPCHOMY СОИДЕТЕЛЬС У (21) 3473636/28-13 (22) 19.07 .82 (46) 23.05.84. Бюл. N 19 (72) П.И.Ходаков, Д.П.Панов, И.К.Петров, М.В.Козлов и И.Д.Алымов (71) Грозненское научно-производственное объединенйе "Промавтоматика" (53) 663.1(088.8) (56) 1. Паспорт на "Преобразователь промьиаленной П-201 (П-201И). Гомельский завод измерительных приборов, 1978.

2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Под ред. Б.Д.Кошарского. Л., "Машиностроение", 1976, с. 153-156. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ИЗМЕРЕНИЯ рН

ПРИ ФЕРМЕНТАЦИИ АЭРОБНЫХ КУЛЬТУР,содержащее датчик давления, размещенный в аппарате и связанный через регулятор давления с электродной системой, подключенной к высокоомному преобразователю, и показывающий прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено датчиком расхода, установленным на трубопроводе подачи газа в аппарат, и вычислительным блоком, при этом выход последнего подключен к показывающему прибору, один иэ входов — к высокоомному преобразователю, а другой вход посредством дополнительного а преобразователя связан с датчиком

1093697

Изобретение относится к системам автоматического контроля концентра" ции водородных ионов (рН) в аэрируемой среде при глубинном культивировании аэробных бактериальных культур 5 и может быть использовано в пищевой, микробиологической и медицинской промьппленностях.

Известно устройство, предназна.ченное для измерения рН в жидкостях с помощью электродной системы, высокоомного преобразователя и показывающего прибора.(1) .

Недостатком известного устройства является то, что сигнал, характеризующий концентрацию водородных ионов, возникающий в электродной системе, является искаженным. Это связано с контактированием электрода сравнения (точнее — находящегося в нем электролита) с анализируемой средой с помощью жидкостного проводника через пористую перегородку. При давлении анализируемого раствора, значительно превьппающем давление в электроде, анализируемый раствор проникает через пористую перегородку в электрод сравнения и изменяет его потенциал.

ЗО

Указанный недостаток устраняется в устройствах, использующих регуляторы поддержания избыточного давления раствора электролита в системе вспомогательного электрода над давлением контролируемой среды. 1

Известно также устройство для измерения рН при ферментации аэробных культур, сощержащее датчик давления„ размещенный в аппарате и связанный

40 через регулятор давления с электродной системой, подключенной.к высокоомному преобразователю, и показываю-, щий прибор (2) .

Недостатком известного устройства

45 является возникновение погрешности при измерении рН сред при аэрации их различными газами. Эта ошибка возникает за счет соприкосновения проходящих через контролируемую среду пузырьков. газа с вспомогательным электродом и частичном нарушении при этом электролитического контакта между электродом и средой. Величина погрешности зависит от количества пузырьков, прерывающих контакт, и пропорциональна общему количестку газа, поступающего на аэрацию.

Целью изобретения является повышение точности измерения рН в аэрируемых средах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения рН при ферментации аэробных культур, содержащее датчик давления, размещенный в аппарате и связанный через регулятор давления с электродной системой, подключенной к высокоомному преобразователю, и показывающий прибор,снабжено датчиком расхода, установленным на трубопроводе подачи газа в àïïàрат, и вычислительным блоком, при этом выход последнего подключен к показывающему прибору, один из входов — к высокоомному преобразователю, а другой вход посредством дополнительного преобразователя связан с датчиком расхода.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения рН при ферментации аэробных культур; на фиг. 2 — график зависимости выхода лизина от значения рН в процессе ферментации.

При работе устройства в аппарат 1, заполняемый анализируемой средой, погружают электродную систему 2, выход которой соединен с входом высоксомного преобразователя 3. В аппарате 1 установлен датчик 4 давления, его выход соединен с входом регулятора 5 давления, выход которого связан с электродной системой 2. На трубопроводе подачи газа в аппарат 1 установлен датчик 6 расхода, выходом своим соединенный с входом унифицированного дополнительного преобразователя 7. Выходы преобразователей 3 и

7 соединены с входом вычислительного блока 8, выход которого связан с показывающим прибором 9.

Устройство работает следующим образом.

Возникающий в электродной систе-. ме 2, изменяющийся в зависимости от изменения величины рН, электрический сигнал измеряется высокоомным преобразователем 3. Датчик 4 давления подает сигнал, пропорциональный возникающему в аппарате избыточному. дав. лению, на регулятор 5, который уравнивает давление в электродной системе 2 с избыточным давлением. Сигнал с расходомера 6 газа поступает на дополнительный преобразователь 7, откуда сигнал, пропорциональный расходу газа, поступает на вычислитель1093697 построена зависимость выхода лизина от значения рН в процессе ферментации. Из графика (фиг. 2) видно, что поддержание рН в точке, отстоящей на 10Х от оптимальной (7,5 и 6,75 единиц на фиг. 2), уменьшает выход продукта в среднем на 7,7Х; что при« водит к потенциальному; недобору лизина в стокубовом аппарате при

10 коэффициенте заполнения О, 6 и цене лизина 7 руб. за кг на сумму 840руб. только за одну ферментацию. фимР .уммнО

W>)

РУ

27

7.8 гЮ

ЗначениарН (iЫp й) 7-0 72

4ис.2

ВНИИПК Заказ 3377/22 .Тираж 522 По писное

Филиал ШБ Патент, г.Ужгород, улЛроектная, 4 ный блок 8, в котором происходит вычитание данного сигнала, помноженного на определенный коэффициент, из поступающего сюда же с преобразователя 3 сигнала, пропорционального величине рН.

Полученное значение передается на вторичный показывающий прибор 9, шкала которого отградуирована в единицах рН.

Преимущество предлагаемого изобретения перед известным выражается в уменьшении погрешности измерения от 2,4, до 9,9Х, что повышает точность измерения. 15

Экономическая эффективность при использовании предлагаемого изобретения выражается в увеличении общего количества получаемого продукта при более точном измерении величи- . 20 ны рН, являющейся одним из основных факторов эффективной жизнедеятельности микроорганизмов.

По результатам обработки данных (более 200 промышленных ферментаций) 25

Снижение ошибки измерения до

1,9Х максимально возможной (при использовании предлагаемого устройства) величины, приводит к потенциальному недобору продукта лишь íà 1Х, т.е. на сумму 100 руб. за ферментацию. Выигрьпп от применения изобретения составит 740 руб, за одну ферментацию.

Годовой экономический эффект от внедрения изобретения составит

2120 тыс. руб.