Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСОУ6ЛИК (19) (И) (50 4 С 12 О 3/00 аСГ") ppи,д

МЗ, 3_#_tt „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3769 175/28-13 (22) 25.07.84 (46) 23.08.86. Бюл. Ф 31 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности (72) А. А. Амелькин, А. В. Казаков и Т. В. Тулякова (53) 663.1(088.8) (S6) Авторское свидетельство СССР

У 4)2241 кл. С 12 Q 3/00, 1971. (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МНКРООРГАНИЗМОВ, заключающийся в регу- . лировании подачи питательной среды в зависимости от величины отклонения дыхательного коэффициента от заданного значения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения производительности процесса выращивания микроорганизмов, при превышении дыхательным коэффициентом заданного значения осуществляют дополнительное регулирование до заданного предела подачи воздуха на аэрацию в зависимости от величины отклонения дыхательного коэффициента от заданного значения, а регулирование подачи питательной среды осуществляют при снижении величины дыхательного коэффициента ниже заданного значения н при достижении предела регули- рования подачи воздуха на аэрацию.

1252339

В ферментер 6 загружают засевные хлебопекарные дрожжи (микроорганизмы) и питательную среду. На вход ферментера непрерывно подают воздух 0 на аэрацию и питательную среду. Отработанный воздух поступает в линию отходящих газов на выходе ферментера.

В линии отходящих газов устанавливают газоанализаторы 1 и 2, в линии по- с дачи воздуха на аэрацию помещают расходомер 4, а в линии подачи питательной среды - расходомер 5. Сигналы с

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при автоматическом управлении Процессом периодического воздушно-приточного выращивания 5 микроорганизмов в ферментере или дроюкерастительном аппарате.

Цель изобретения — увеличение производительности процесса выращивания микроорганизмов.

На фиг. I представлена схема устройства для осуществления способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов; на фиг. 2-4 — кривые изменения дыхательного коэффициента Q расхода воздуха на аэрацию Г и расхода питательного субстрата F во времени в ходе управления.

Устройство для автоматического управления процессом содержит газо- 1 анализатор 1 концентрации углекислого газа и газоанализатор 2 концентрации кислорода, задающий блок 3, расходомеры 4 и 5, служащие соответственно для измерения расхода воздуха на аэрацию и расхода питательной среды, подаваемой в ферментер 6. Выходы расходомеров 5 и 4 через аналого-цифровой преобразователь 7 соединены с входом арифметико-логического блока 8.

Арифметико-логический блок 8 может выполнять функцию подпрограммы, входящей в состав программного обеспечения управляющей вычислительной машины (не показана). Выход арифметико-логического блока 8 через цифроаналоговый преобразователь 9 соединен с входами исполнительных механизмов 10 и )I. Последние установлены соответственно на линиях подачи воздуха на аэрацию и подачи питательной среды.

Способ осуществляют следующим об- 45 разом. газоанализаторов 1 и 2 и расходомеров 4 и 5 после преобразования в аналого-цифровом преобразователе 7 в цифровой вид поступают в арифметико.логический блок 8.

Блок 8 вычисляет количество выделяющегося углекислого газа в данный момент времени путем перемножения значений расхода воздуха на аэрацию (сигнал с расходомера 4) и концентрации углекислого газа в отходящих газах. Блок 8 также вычисляет количество потребляемого кислорода в данный момент времени путем перемножения значений расхода воздуха (сигнал с расходомера) и разности концентрации кислорода во входящем воздухе (сигнал из задающего блока 3) и концентрации кислорода н отходящих га3ах (сигнал с газоанализатора 2).

Величину концентрации кислорода во входящем воздухе принимают равной

21 об. Е и заранее вводят в арифметико-логический блок 8, В задающем блоке 3 заранее устанавливают предельное значение ) ц расхода воздуха на азрацию, которое также поступает в блок 8 через аналого-цифровой преобразователь 7.

Затем арифметико-логический блок 8 вычисляет значение дыхательного коэффициента Я. как отношение количества выделяющегося углекислого газа к количеству готребляемого кислорода. В блоке 8 также происходит сравнение вычисленного значения дыхательного коэффициента Q со значением Q, заранее установленным в задающем блоке 3 и веденным в блок 8.

Если дыхательный коэффициент Q нюке заданного значения Q, что является признаком недостаточной подачи питательной среды в ферментер 6, на выходе арифметико-логического блока 8 формируют управляющий сигнал на увеличение расхода питательной среды F в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Q от заданного значения й, . Сигнал с блока 8 после преобразования цифроаналоговым преобразователем 9 в аналоговый вид поступает на вход исполнительного механизма ll, что соответствует отрезкам AB u CD (фиг. 4). Если дыхательный коэффи- циент превышает заданное значение, что является признаком недостаточной подачи воздуха на аэрацию, на выходе блока 8 формируют управляющий сигнал

Таким образом, при наличии автоматического управления в течение всего времени выращивания микроорганизмов значение дыхательного коэффициента поддеркивается близким к заданному.

Составитель В. Новиков

Редактор А. Шишкина Техред Л.Сердюкова КорректорТ. Колб

Заказ 4588/27 Тирам 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Уагород, ул. Проектная, 4

3 !252 на увеличение расхода на аэрацию Fö в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Q от заданного значения Q . При этом сигнал с блока 8 после преобразования цифроаналоговым преобразователем 9 в аналоговый вид поступает на вход исполнительного механизма lO, что соответствует отрезкам ВС и DE (фиг. 3).

Если расход воздуха на аэрацию дос- 10 тигает предельного значения F<— точка Е на кривой зависимости расхода воздуха от времени (фиг. 3), при условии превышения дыхательным коэффициентом заданного значения на вы- 15 ходе арифметико-логического блока 8, формируют управляющий сигнал на

339 4 уменьшение расхода питательной среды F> в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Я от заданного значения Я, при этом сигнал с блока 8 поступает на вход исполнительного механизма ll (отрезок EF на фиг. 4).

На фиг. 2 - 4 представлены все ситуации, возможные при выращивании микроорганизмов.