Система автоматического управления процессом культивирования дрожжей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С t 2 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3663449/28-13 (22) 18. 11.83 (46) 30.03.86, Бюл. и 12 (71) Центральное проектно-конструкторское бюро Министерства пищевой промышленности КазССР и Алма-Атинский филиал Джамбулского технологического инстйтута легкой и пищевой промышленности (72) Ю.П.Затолокка, Л.Е.Деонисьев и А.Б.Асманова (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 765347, кл. С 12 М 1/36, 1978. (54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

ДРОЖЖЕЙ, содержащая контуры для регулирования подачи воздуха, питательной среды, охлаждающей воды, рН дрожжевой суспенэии, температуры питающей среды и воздуха, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления и оптимизации процесса культивирования дрожжей, контур регулирования подачи питательной среды снабжен блоком вычитания, устройством согласования, датчиками температуры, установленными соответственно на линиях подачи и отвода охлаждающей воды, датчиком температуры окружающей среды, датчиком расхода охлаждающей воды и задатчиком выхода биомассы, при этом датчики связаны через блок вычитания и устройство согласования с исполнительными механизмами подачи питательной среды.

2. Система по п. 1 о т л и ч аУ

Ф ю щ а я с я тем, что она снабжена ф контуром регулирования уровня в ферментере, состоящим из датчика и задатчика уровня, преобразователя, С" связанных через регулирующие устройства с исполнительными механизмами, М установленными на линиях подачи пеногасителя и воды, поступающей в ферментер.

1 1

Изобретение относится к системам автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов и может использоваться, например, при производстве дрожжей, в частности хлебопекарных.

Целью изобретения является повышение точности управления и оптимизации процесса культивирования дрожжей.

На чертеже представлена структурная схема системы автоматического управления процессом культивирования дрожжей.

Система содержит контуры регулирования: температуры питающей среды в ферментере, температуры подаваемой в ферментер воды, уровня в ферментере, пеногашения, подачи воздуха, рН дрожжевой суспензии и подачи питательной среды.

Контур регулирования температуры в ферментере состоит из регулятора 1 прямого действия, датчика 2 температуры, регулятора 3 и исполнительного механизма 4.

Контур регулирования температуры подаваемой в ферментер воды включает датчик 5 температуры, регулятор 6 и исполнительный механизм 7.

Контур регулирования уровня в ферментере содержит манометрический датчик 8 уровня, преобразователь 9, задатчик 10 уровня, регулирующее устройство 11 и исполнительный механизм 12.

Контур регулирования пеногашения состоит из датчика 13 пеногашения, регулирующего устройства 14, связанного с преобразователем 9, исполнительного механизма 15 и клапана 16.

Контур регулирования подачи воздуха содержит датчик 17 насыщения кислородом, преобразователь 18, задатчик 19, регулятор 20 и исполнительный механизм 21.

Контур регулирования рН включает датчик 22 рН, преобразователь 23, задатчик 24, регулятор 25 с импульсной системой подачи сигнала и клапаны 26 и 27.

Контур регулирования подачи питательной среды состоит из датчиков 28 и 29 температуры охлаждающей воды на входе и выходе и датчика 30 температуры окружающей среды, блока 3 1 вычитания, датчика 32 расхода охлаждающей воды, задатчика 33 выхода фЯ

При появлении рассогласования со стороны устройства 34 согласования исполнительный механизм 37 осуществляет подачу питания в ферментер.

Расход питательной среды (мелассы) регулируется в прямой пропорциональной зависимости от тепла, выделенного микроорганизмами, или тепла, отобранного охлаждающей водой с учетом сигнала, поступающего с датчика 35 расхода питания и сигнала обратной связи с исполнительного механизма 37.

Регулирующее устройство 11 в ферментере в зависимости от состояния

221244 2 биомассы, устройства 34 согласования, датчика 35 расхода питания, pery— лирующего устройства 36 и исполнительного механизма 37. Подача солей определяется эадатчиками 38-40 и осуществляется исполнительными механизмами 41-43 °

Система работает следующим образом.

10 При температуре, номинальной для ферментативного процесса, осуществляется набор и подача всех компонентов в ферментер и начинается процесс выращивания микроорганизмов, сопровождающийся тепловыделением и повышением температуры в ферментере ° При отклонении температуры от заданной срабатывает контур регулирования температуры в ферментере, в зависи20 мости от этого в последующем осуществляется регулирование подачи питания по следующей схеме.

Регулятор 1 прямого действия поддерживает в системе постоянное

2 давление, что устраняет возможность ложного возмущения. Сигнал с датчика

2 температуры поступает на регулятор

3 и затем на исполнительный механизм

4.Датчик 32 расхода охлаждающей воды фиксирует полученное значение и подает сигнал на устройство 34 согласования, куда поступает также и сигнал . с блока 3 вычитания, в котором производится вычитание показаний значений датчика 29 температуры охлаждаю35 щей воды на выходе, датчика 28 температуры воды на входе и датчика 30 температуры окружающей среды. На устройство 34 согласования поступает ,сигнал с задатчика 33 выхода бйомассы. С устройства 34 согласования сигнал поступает на регулирующее устройство 36 и с него на исполнительный механизм 37.

1221 задатчика 10 уровня и истинного уровня, определяемого манометрическим . датчиком 8 уровня и преобразователем

9, подает сигнал на исполнительный механизм 12. Вода на подпитку поступает через контур регулирования температуры воды, состоящий из датчика

5 температуры, регулятора 6 и исполнительного механизма 7. Одновременно поступает сигнал с преобразователя 9 на регулирующее устройство 14 и исполнительный механизм 15 опускания или поднимания датчика 13 пеногашения. При прикосновении пены к датчику 13 поступает сигнал на клапан

16 который включается на несколько секунд. Датчик пеногашения находится всегда на 1,2- 1,5 м выше истинного уровня в ферментере.

Регулирование подачи воздуха осуществляется сравнением сигналов с датчика 17, преобразователя 18 и задатчика 19, если имеется рассогласование, сигнал с регулятора 20 поступает на исполнительный механизм

21, который автоматически регулирует ,подачу воздуха в ферментер.

Регулирование рН дрожжевой суспензии осуществляется также сравне10

244 4 нием сигналов с датчика 22, преобразователя 23.и задатчика 24, в случае рассогласования сигнал в зависимости от результата сравнения с регулятора

25 поступает на клапан 26 или 27 и в ферментер импульсно, куда с определенным промежутком, поступает серная кислота или аммиачная вода.

Соли задаются согласно программе в зависимости от подачи воздуха и .сигналов эадатчиков 38-40 на исполнительные механизмы 41-43.

Предлагаемая система несложна по конструкции и может быть осуществлена с помощью. средств автоматизации.

Использование системы позволяет увеличить выход дрожжей за счет экономного расходования сырья, так как исключается спиртовое брожение, а питание осуществляется по ферментативному процессу, т.е. по тепловыделению микроорганизмов. При использовании системы сокращается расход олеиновой кислоты, повышается выход дрожжей, сокращается расход питьевой воды из городской водопроводной сети за счет вторичного использования воды.

ВНИИдИ Заказ 1553/34

Тираж 490 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4