Система автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 1 г

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24. 06. 81 (21) 3305939/28-13 (511М. КЛ. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 663. 1 (088. 8) Опубликовано 30.11В2. Бюллетень N9 44

Дата опубликования описания 3011,82

Д. Э. Бярулис, Ю- К. Ю. Станишкис, Л-Р.A. Коцюс ( и Р.Ю. Симутис (72) Авторы изобретения

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей, а также и других микроорганизмов °

Иэ ве ст н а система asтоматичв ского управления процессом выращивания мик- .10 роорганизмов, предпочтительно хлебопекарных дрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в ферментер, и установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм, а также датчики кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и вычислительное уст" ройство для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в аппарате, концентрации биомассы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода н углекислого газа в уходящих газах, и количества воздуха, поступающего в фермвнтер,а выход " с исполнительными механизмами, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха (1).З0

Недостатком данной системы является то, что она нв обеспечивает надежного управления процессом при рез ких изменениях скорости протока через ферментвр связанных с изменениями нагрузки, а также не поддерживает концентрацию остаточных редуцирую щих веществ на выходе фврментера на минимальном уровне.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического управления про" цессом непрерывного выращивания кормовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздуха и температуры дрожжевой сус-" пензии и уровня в аппарате, контуры регулирования рН дрожжевой суспензии, объема биомассы в,аппаратв, Регули" рования времени пребывания биомассы в аппарате (2) .

Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает требуемую степень использования рвдуцирующих веществ, а также требуемую точность управления при малых и больших скоростях протока, потому что регулятор соотношения сусла н воды с

IIHTaTsJIbHHMH солями и регулирующий

978115 клапан, установленный на линии подачи сусла поддерживает требуемую точность управления только в узком динамическом диапазоне изменения скорости протока через фврментвр.

Цель изобретения - повышение сте- 5 пени использования редуцирующих вв" ществ.

Поставленная цель достигается твм, что известная система автоматического управления процессом выращивания кор" 10 мовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздуха и твмпвратуры дрожжевой суспензии, снабжена датчиком, соединеным j5 с преобразователем для определения скорости потребления аммиачной воды и контурами стабилизации РН сусла, поступающего в фврментвр, и регулирования производительности насоса, подающего сусло в. фврментер, при этом регуляторы контура стабилизации рас" хода воды с питательными солями и контура регулирования производительности насоса соединены с входом пре- 25 обраэователя определения скорости потребления аммиачной воды посредст" вом блока задания.

На чертеже ;рвдставлена блок-схема предлагаемой системы автоматического управления выращивания кормо« вых дрожжей, Система содержит контуры стабилизации температуры в фврментере, РН дрожжевой суспензии, подачи воздуха и расхода воды с питательными солями подаваемоro на разбавление сусла, а также контуры стабилизации РН сусла, поступающего в ферментер и регулиро- вания производительности насоса, по" дающего сусло в фврментер. 40 . Температура в ферментере 1 поддерживается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температуры, содержащего датчик 2 температуры, подключенного на вход вторичного прибо- 45 ра 3 с регулятором 4, который сравнивает текущее и заданное значение температур и вырабатывает регулирующий сигнал, управляющий исполнительным механизмом 5 на линии подачи воды на охлаждение.

Изменение рН среды в фврментврв измеряется датчиком. 6 РН) подключенным через вторичный прибор 7 к peryJIRTopy 8, который формирует регули ( рующее воздействие, управляющее ис" пблнительным механизмом 9,,установленным на линии подачи аммиачной воды ее

Подача воздуха в фврментер поддер-60 живается контуром стабилизации подачи воздуха, содержащим расходомвтр

10, вторичный прибор 11, регулятор

12 и исполнитвльный механизм 13. При отклонении расхода воздуха от задан- 65 ного значения регулятор вырабатывает регулирующее воздействие для исполнительного механизма 13, управляюще"

ro подачей воздуха в ферментер.

Стабилизация РН сусла, подаваемого в ферментер, осуществляется контуром, содержащим датчик 14 рН, вторичный прибор 15, регулятор 16 и исполнительный механизм 17. При отклонении РН сусла от заданного значения регулятор 16 вырабатывает регу1лирующий сигнал, который поступает на вход исполнительного механизма 17, управляющего подачей аммиачной воды в линию сусла и восстанавливающего заданное значение РН:сусла.

Подача питательной среды в фврментер с поддержанием соотношения между всеми компонентами ее, осуществля= ется в зависимости от скорости потребления аммиачной воды, подаваемой в фермен ер для поддержания РН среды. Скорость потребления аммиачной воды измеряется датчиком 18. Через преобразователь 19 сигнал, пропорциональный скорости потребления аммиачной воды, поступает на блок 20 задания, который управляет заданием регуляторов контуров стабилизации расхода воды на разбавление и регулирование производительности насоса

21, подающего сусло в ферментер.

Контур стабилизации расхода воды с питательными солями на Разбавление содержит датчик 22, вторичный прибор

23, регулятор 24 и исполнительный механизм 25. Сигнал текущего значения расхода от датчика 22, через вторичный прибор 23 поступает на .Регулятор 24. Сюда также поступает и сигнал заданного значения расхода из блока 20 задания. Регулятор 24 сравнивает зти сигналы и вырабатывает регулирующий сигнал, который поступает на исполнительный механизм 25, управляющий подачей воды с питательными солями на разбавление.

Контур регулирования производительности насоса 21, подающего сусло в ферментвр, содержит датчик 26 расхода сусла, вторичный прибор 27, регулятор 28 и блок 29 управления приводом 30 постоянного тока насоса 21.

Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода сусла из датчика 26, через вторичный прибор 27 поступает на регулятор 28, где сравнивается с сигналом заданного значения расхода, поступающим из блока 20 задания. Регулирующий сигнал поступает. на блок

2,9 управления, который изменяет скорость вращения привода 30 постоянного тока насоса 21, а твм самым вго производительность и поддерживает необходимое значение расхода сусла в ферментере.

978115

Формула изобретения

gnnpctcgcrrn

ВНИИПИ Заказ 9217/63 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент",. r.Óæãoðîä,óë.Ïðoåêòíàÿ,4

Изменение скорости потребления аммиачной воды моментально воздействует на задание регуляторов 24 и 28 через блок 20 задания, который управляет заданием этих регуляторов Tcl» ким образом, чтобы. поддерживать кон дентрацию редуцирующих веществ в питательной среде, на заданном оптимальном уровне, а концентрацию остаточных редуцирующих веществ — на минимальном уровне.

Предлагаемая система управления устойчиво поддерживает процесс на оптимальном уровне, при этом концентрация остаточных редуцирующих веществ ,на выходе иэ ферментера поддерживается на минимальном уровне, т.е. спепень использования редуцирующих веществ повышается. Лабораторные исследования показали, что это составляет около 7Ъ, по сравнению с известной.

Регулирование производительности сус" ла подающего насоса обеспечивает плав ный и быстрый переход к новым нагрузкам, улучшает работу самого насоса и повышает КПД его привода. Применение предлагаемой системы управ,ления уменьшает длительность переходных процессов и улучшает точность управления расходом воды с питательными солями на разбавление и скоростью протока через ферментер.

Система автоматического управлв» ния процессом выращивания кормовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздуха и температурой дрожжевой суспензии, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени использова 0 ния редуцирующих веществ, она снабжена датчиком, соединенным с преобразователем для определения скорости потребления аммиачной воды и кон" турами стабилизации рН сусла, посту15 пающего в ферментер, и регулирования производительности насоса, подающего сусло в ферментер, при этом регуляторы контура стабилизации расхода воды с питательными солями и контура ре2р гулирования производительности насоса соединены с входом преобразователя определения скорости потребле" ння аммиачной воды посредством бло"ка задания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 700538, кл. С 12 М 1/36, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 308060, кл. С 12 Q 3/00, 1972.