Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

 

Изобретение относится к процессам брожения и питательным средам и может быть использовано в микробиологической промышленности, например в производстве кормового белка. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта . Изобретение позволяет сократить число неплановых остановок процесса ферментации с аэрацией культуральной жидкости воздухом и метаном. Вследствие этого повышается выход целевого продукта на 1- 2%. Для этого регулируют подачу воздуха и измеряют концентрацию растворенного кислорода, регулируют давление в ферментере в зависимости от концентрации растворенного кислорода и регулируют расходы воздуха и метана в зависимости от давления в ферментере, поддерживают заданное оптимальное соотношение воздух - метан, измеряют концентрацию кислорода в отходящем газе, подают метан под крышку ферментера и регулируют его подачу в зависимости от концентрации кислорода в отходящем газе. 1 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СК ИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 12 М 1/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 810801 (21) 4745167/13 (22) 03,10.89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) А.Г.Григорьев, В.B.Ñòàðèöêèé и

М.M.Äåøåâîâ (53) 663.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 810801, кл. С 12 М 1/36, 1979. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к процессам брожения и питательным средам и может быть использовано в микробиологической промышленности, например в производстве кормового белка. Целью изобретения явИзобретение относится к процессам брожения и питательным средам, может быть использовано в микробиологической промышленности, например, в производстве кормового белка, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. ЬЬ 810801.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта.

На чертеже изображена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов заключается в следующем, ... Ы, 1685990 А2 ляется повышение выхода целевого продукта, Изобретение позволяет сократить число неплановых остановок процесса ферментации с аэрацией культуральной жидкости воздухом и метаном. Вследствие этого повышается выход целевого продукта на 12%, Для этого регулируют подачу воздуха и измеряют концентрацию растворенного кислорода, регулируют давление в ферментере в зависимости от концентрации растворенного кислорода и регулируют расходы воздуха и метана в зависимости от давления в ферментере, поддерживают заданное оптимальное соотношение воздух— метан, измеряют концентрацию кислорода в отходящем газе, подают метан под крышку ферментера и регулируют его подачу в зависимости от концентрации кислорода в отходящем газе. 1 ил.

В ферментер подают воздух, обогащенный кислородом с азотно-кислородной станции. Содержание кислорода в нем может изменяться в достаточно широких пределах. В результате этого при регулировании заданного оптимального соотношения воздух — метан возможно образование взрывоопасных концентраций кислорода в отходящих газах, что может привести либо к остановке ферментера, либо к его аварии.

При изменении содержания кислорода в воздухе спустя определенное время происходит изменение концентрации растворенного кислорода. Однако это приводит только к изменению давления в ферментере, а на содержании кислорода в отходящих

1685990

15 газах не сказывается. Предлагаемый способ предусматривает регулирование подачи воздуха, давления в ферментере в зависимости от концентрации растворенного кислорода и расходов воздуха и истока в зависимости от давления в аппарате. При этом поддерживают заданное оптимальное соотношение метан — воздух, В случае увеличения концентрации кислорода в отходящих газах ее снижение осуществляют дополнительной подачей метана в верхнюю часть аппарата. В результате этого создают- . ся благоприятные условия для проведения процесса фермент;щии, а также предотвращаются аварийные остановки и тем самым обеспечивается увеличение выхода целево.го продукта.

Установка содержит ферментер 1, датчик 2 для измерения концентрации растворенного кислорода, регулятор 3 и клапан 4 на линии отходящего газа, манометр 5, регулятор 6 и клапан 7 на линии подачи воздуха, регулятор 8 соотношения, сужающее устройство 9 и дифманометр 10 на линии подачи воздуха, сужающее устройство 11, дифманометр 12 и клапан 13 на линии подачи метана, регулятор 14 давления и клапан 15 на линии отходящих газов, термопару (термометр) 16, регулятор 17 температуры, клапан 18, концентратомер

19 кислорода в отходящем газе и регулятор 20 расхода метана с клапаном 21, регулирующим подачу метана под крышку 22 ферментера 1, Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов осуществляется следующим образом.

В ферментер 1 (аппарат) подают газообразные воздух и метан в предельном количестве, которое не вызывает захлебывание ферментера. Датчик 2, измеряющий концентрацию растворенного в культуральной жидкости кислорода, выдает сигнал на регулятор 3, где сравнивается с заданным оптималь IblM значением, Выходной сигнал с регулятора 3 поступает на клапан 4, расположенный на линии отходящего газа и изменяющий давление 6 в ферментере 1 до тех пор, пока концентрация кислорода в культуральной жидкости не достигнет заданного оптимального значения.

Сигнал, пропорциональный давлению в ферментере 1, поступает с манометра 5 в качестве задания на регулятор 6, который с помощью клапана 7 на линии подачи воздуха изменяет подачу воздуха на аэрацию пропорционально степени сжатия газа, 20

Регулятор 8 соотношения поддерживает заданное оптимальное соотношение между расходами воздуха и метана, Сигнал, пропорциональный расходу воздуха, с сужающего устройства 9 поступает на дифманометр 10 на линии подачи воздуха и далее на регулятор 8 соотношения, где сравнивается с сигналом, пропорциональным расходу метана, который поступает с сужающего устройства 11 на дифманометр

12 и далее в регулятор 8 соотношения, Сигнал с регулятора 8 соотношения поступает на клапан 13, который в зависимости от расхода воздуха изменяет расход метана на аэрацию.

Контроль и ограничения давления в ферментере осуществляют регулятором

14 давления. Задатчиком этого регуля1ора устанавливают верхнее ограничение давления в ферментере 1, при достижении которого с регулятора 14 давления поступает сигнал на клапан 15 на линии отходящих газов, который открывает Bblход из. ферментера 1 в линию отходящих газов.

Регулирование температуры осуществляют с помощью термометра выходной сигнал с которого поступает на регулятор

17 температуры и сравнивается с заданной величиной. Выходной сигнал с регулятора 17 температуры, пропорциональный разбалансу, поступает на клапан 18, который изменяет расход воды на охлаждение ферментера 1 до тех пор, пока сохраняется разбаланс.

Концентрацию кислорода в отходящем газе измеряют концентратомером 19 кислорода в отходящем газе, выходной сигнал с которого поступает на вход регулятора

20 расхода метана, где сравнивается с допустимой максимальной величиной .и, в случае превышения ее, на выходе регулятора 20 расхода метана формируется сигнал, пропорциональный отклонению от допустимой величины, который поступает на клапан 21, при помощи которого увеличивают расход метана под крышку

22 ферментера 1 до тех пор, пока сохраняется указанное отклонение. Б случае, когда концентрация кислорода в отходящем газе становится меньше заданной минимальной величины, на выходе регулятора 20 расхода метана формируется сигнал, пропорциональный отклонению от названной величины, который также поступает на клапан 21, при помощи которого уменьшают расход метана в верхнюю часть аппарата, т,е. под крышку 22 ферментера 1 до тех пор, пока это отклонение сохраняется.

1685990

Формула изобретения

Етая

Составитель Г.Богачева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор Н.Яцола

Заказ 3576 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Использование предлагаемого спасоба позволяет избежать незапланированных остановок ферментера, вызванных превышением концентрации кислорода-в отходящих газах взрывоопасной величины, позволяет поддерживать оптимальное соотношение воздух-метан при аэрации культуральной жидкости, так как весь избыточный метан подается в ферментер, минуя культуральную жидкость, вследствие чего достигается увеличение выхода целевого продукта без увеличения затрат на его производство.

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

5 по авт.св, М 810801, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, измеряют концентрацию кислорода в отходящем газе и осуществляют дополнительную подачу метана.в верх10 нюю часть аппарата, при этом регулируют расход метана, подаваемого в верхнюю часть аппарата, в зависимости от концентрации кислорода в отходящем газе.