Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов Советский патент 1986 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к микробиологической промьппленности и может быть использовано при автоматическом управлении процессом периодического воздушно-приточного выращивания микроорганизмов в ферментере или дрожжерастительном 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 Fg и расхода пи- татепьного субстрата F во времени в ходе управления.

Устройство для автоматического управления процессом содержит газо- 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 може выполнять функцию подпрограммы, входящей в состав программного обеспечения управляющей вычислительной машины (не показана). Выход арифметико-логического блока 8 через цифро- аналоговый преобразователь 9 соединен с входами Р1сполнительных механизмов 10 и 11. Последние установлены соответственно на линиях подачи воздуха на аэрацию и подачи питательной среды.

Способ осуществляют следующим образом.

В ферментер 6 загружают засевные хлебопекарные дрожжи (микроорганизмы) и питательную среду. На вход ферментера непрерывно подают воздух на аэрацию и питательную среду. Отработанный воздух поступает в линию отходящих газов на вькоде ферментера. В линии отходящих газов устанавливают газоанализаторы 1 и 2, в линии подачи воздуха на аэрацию помещают расходомер 4, а в линии подачи питательной среды - расходомер 5, Сигналы с

газоанализаторов 1 и 2 и расходомеров 4 и 5 после преобразования в аналого-цифровом преобразователе 7 в цифровой вид поступают в арифметикологический блок 8.

Блок 8 вычисляет количество выделяющегося углекислого газа в данный момент времени 1тутем перемножения значений расхода воздуха на аэрацию

(сигнал с расходомера 4) и концентрации углекислого газа в отходяшях 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 З) и концентрации кислорода в отходящих газах (сигнал с газоанализатора 2). Величину концентрации кислорода во входящем воздухе принимают равной 21 об. % и заранее вводят в арифметико-логический блок 8. В задающем

блоке 3 заранее устанавливают предельное значение F расхода воздуха на аэрацию, которое также поступает в блок 8 через аналого-цифровой преобразователь 7.

Затем арифметико-логический блок 8 вычисляет значение дыхательного коэф- (| 1циента Q как отнощение количества . выделяющегося углекислого газа к ко- личеЬтву 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 ниже 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 Fg в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Q от заданного значения О . Сигнал с блока 8 после преобразования

цифроаналоговым преобразователем 9 в аналоговый вид поступает на вход исполнительного механизма 11, что соответствует отрезкам АН и CD (фиг. 4). Если дыхательный козффициент превьщ1ает заданное значение, что является признаком недостаточной подачи воздуха на аэрацию, на выходе блока 8 формируют управляющий сигнал

на увеличение расхода на аэрацию Fg в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Q от заданного значения Q. При этом сигнал с блока 8 после преобразования цифро- аналоговым преобразователем 9 в аналоговый вид поступает на вход исполнительного механизма 10, что соответствует отрезкам ВС и DE (фиг. 3). Если расход воздуха на аэрацию достигает предельного значения F - точка Е на кривой зависимости расхода воздуха от времени (фиг. З), при условии превышения дыхательным коэффициентом заданного значения на выходе арифметико-логического блока 8, формируют управляющий сигнал на

уменьшение расхода питательной среды Fg в зависимости от отклонения дыхательного коэффициента Q от заданного значения Q, при этом сигнал с блока 8 поступает на вход исполнительного механизма 1I (отрезок EF на фиг. 4).

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

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

fa

IIX

с,

И

Составитель В. Новиков Редактор А. Шишкина Техред Л.Сердюкова КорректорТ. Колб

Заказ 4588/27 Тираж 490Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4