Система автоматического управления процессом культивирования дрожжей Советский патент 1986 года по МПК C12Q3/00 

-

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 насьщения 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 2б 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 31 вычитания, датчика 32 расхода охлаждающей воды, задатчика 33 выхода

21244

биоуассы, устройства 34 согласования,, датчика 35 расхода питания, регулирующего устройства 36 и исполнительного механизма 37. Подача солей

5 определяется задатчиками 38-40 и осуществляется исполнительными механизмами 41-43.

Система работает следующим образом.

10 При температуре, номинальной для ферментативного процесса, осУ цеств- ляется набор и подача всех компонентов в ферментер и начинается процесс выращивания микроорганизмов, сопро15 вождающийся 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

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

2температуры поступает на регулятор

3и затем на исполнительный механизм 4.Датчик 32 расхода охлаждающей воды

30 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 охлаждающей 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 биомассы. С устройства 34 согласования сигнал поступает на регулиругацее устройство 36 и с него на исполнительный .механизм 3 7.

При появлении рассогласования со стороны устройства 34 согласования исполнительньй механизм 37 осуществляет подачу питания в ферментер. Расход питательной среды (мелассы)

регулируется в прямой пропорциональной зависимости от тепла, вьщеленно- го микроорганизмами, или тепла, отобранного охлаждакнцей водой с учетом сигнала, поступающего с датчика 35

55 расхода питания и сигнала обратной связи с исполнительного механизма 37. Регулирующее устройство 11 в ферментере в зависимости от состояния

35

40 )

J1221

задатчика 10 уровня и истинного уровня, определяемого манометрическим датчиком 8 Уровня и преобразователем 9, подает сигнал на исполнительный механизм 12. Вода на подпитку посту- 5 пает через контур регулирования температуры воды, состоящий из датчика 5 температуры, регулятора 6 и исполнительного механизма 7. Одновременно поступает сигнал с преобразователя 9 10 на регулирующее устройство 14 и исполнительный механизм 15 опускания или поднимания датчика 13 пеногаше- ния. При прикосновении пены к датчику 13 поступает сигнал на клапан (5 16, который включается на несколько секунд. Датчик пеногашения находится всегда на 1,2-1,5 м выше истинного уровня в ферментере.

Регулирование подачи воздуха 20 осуществляется сравнением сигналов с датчика 17, преобразователя 18 и задатчика 19, если имеется рассогласование, сигнал с регулятора 20 поступает на исполнительный механизм 25 21, который автоматически регулирует подачу воздуха в ферментер.

Регулирование рН дрожжевой суспензии осуществляется также сравне44

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 ферм.ентер импульсно, куда с определенным промежутком, поступает серная кислота или аммиачная вода.

Соли задаются согласно программе в зависимости от подачи воздуха и

сигналов задатчиков 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 тепло- вьщелению микроорганизмов. При использовании системы сокращается расход олеиновой кислоты, повьппается выход дрожжей, сокращается расход питьевой воды из городской водопроводной сети за счет вторичного использования воды.

.ВНИИПИ Тираж 490

Заказ 1553/34 Подписное

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