Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов Советский патент 1987 года по МПК C12G3/00 

температуры, рН, пеногашения, подачи солей, контур подачи воздуха, культу- ральной среды мелассы, сравнительную камеру с датчиками тепловыделения и вычислительное устройство. Система снабжена дифференциатором 27, вход которого соединен с датчиком 26 расхода мелассы в ферментер 1, а выход - с входом регулятора 28, выход которого соединен с исполнитёльньм механизмом 24, установленным в нижней Части вертикальной трубы 19, сдвигаю- 1ЧИМ регулятором 29, вход которого соединен с датчиком 20 теплового потока, установленным на внешней поверхности вертикальной трубы 19, сдвигающим регулятором 2-9, вход которого соединен с датчиком 20 теплового потока,установленным на внешней поверхности вертикальной трубы 19, а выход - с испол Нительным механизмом 17, установлен1

Изобретение относится к микробиологической промышленности, а также может быть использовано в процессе выращивания хлебопекарных дрожжей.

Целью изобретения является повьше- йие точности управления процессом 1выращивания.

На чертеже изображена блок-сх,ема .системы автоматического управления процессом вьфащивания микроорганиз- MOB.

Система .содержит контур стабилизации температуры в ферментере 1, состоящий из датчика 2 температуры, регулятора 3, исполнительного механизма 4, установленного на линии подачи воды в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН, состоящий из датчика 6, регулятора 1, исполнительного механизма 8 на трубопроводе аммиачной воды и наполнительного механизма 9. на трубопроводе серной кислоты, контур ав«томатического регулирования уровня пены, состоящий из датчика 10, регулятора 11 и клапана

12на трубопроводе олеиновой кисло-, ты, контур регулирования подачи питательных солей, состоящий из дозатора

13и программного устройства 14, контур подачи воздуха в зависимости от

ным на линии подачи воздуха; запоминающим устройством 30, вход и выход которого соединены со сдвигающим регулятором 29. Циркуляция жидкости в вертикальной трубе 19 происходит эрлифтНым способом, и за счет управления исполнительным механизмом 24 в зависимости от скорости подачи мелассы достигается постоянство времен прогнозирования при различных скорое тях подачи мелассы. При помощи сдвигающего регулятора 29 -обеспечивается скачкообразное увеличение или уменьшение нормы воздуха сдерживается процесс роста или подае -ся воздух в избытке. Это позволяет сдвигать в сторону максимума критический уровень ведения процесса , при котором начинается спиртооб - ,, разование внутри фермента 1 . i ил.

уровня в аппарате, состоящий из датчика 15 уровня, регулятора 16, исполнительного механизма 17 на воЗдухо- воде и контур регулирования подачи

культуральной среды, включающий исполнительный механизм 18.

Система содержит также помещенную в ферментер 1 вертикальную трубу 19 для обеспечения компенсаций внешних

тепловых потоков, датчик 20 тепло во- го потокаi расположенный на ее наружной поверхности и соединенный с входом вычислительного устройства 21. Выкод последнего связан с исполнигельным механизмом 17 на воздуховоде а с исполнительным механизмом.18 на трубопроводе культуральной среды.Кроме того, система содержит регулятор 22 циркуляции жидкости в вертикальной трубе 19, вход которого соединен с датчиком 23 расхода воздуха в ферментер и с исполнительным механизмом 24, установленным в нижней части вертикальной трубы 19, имеющей здесь конический расширитель, а выход регулятора 22 циркуляции соединен с исполнительным механизмом 25, установленном на воздуховоде, который подведен в верхнюю зауженную часть вертикальной трубы 19.

Система содержит последовательно соединенные датчик 26 расхода мелассы, дифференциатор 27, регулятор . 28 и исполнительный механизм 24, установленный в нижней части вертикальной t трубы 18, сдвигающий регулятор 29, соединенный с датчиком 20 теплового потока, а выход - с исполнительным механизмом 17, установленным на линии воздухоподачи. Е системе имеется fO также запоминающее устройство 30, выход и вход которого соединен со сдвигающим регулятором 29.

Система работает следующим образом..15

Температура в ферментере 1 поддеривается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температуры, включающего датчик 2 температуры,подключенный на вход, регулятора 3, ко- 20 торый после сравнения текущего и заданного значения температур выраба- тьгеает сигнал регулирующего воздеймеханизмом 4 на линии подачи воды в 25 охладительную рубашку 5. Изменение кислотности в ферментере воспринимается датчиком 6, включенным на вход регулятора 7, который в зависимости от отклонения рН в ту или иную сто- зо рону подает сигнал на исполнительный механизм 8 подачи аммиачной воды, либо на исполнительный механизм 9, подающий серную кислоту в аппарат.

Уровень пены контролируется датчи- шается ком 10, сигнал которого поступает на регулятор 11, управляющий исполнительным механизмом 12 на трубопроводе олеиновой кислоты. Растворы питательных солей в ферментер подаются посред;; 1 ством дозаторов 13, работой которых управляет программное устройство 14. Уровень культуральной среды в аппарате контролируется датчиком 15, сигнал с которого поступает на регулятор 16. KOTOpbtfi воздействует на исполнительный механизм 17, управляющий подачей воздуха на аэрацию.

Вычислительное устройство 21 получает информацию от датчика 20, уста- сп , новленного на наружной поверхности вертикальной трубы 19 о разности тештовьщеления в ней.и ферментере и управляет исполнительными механизмами Система автоматического управле- 17 и 18 на воздуховоде и на трубопро- ния процессом выращивания никроорга- воде культуральной среды (мелассы). низмов, содержащая датчик теплового Постоянная заданная скорость циркуля- потока, помещенную в ферментер вер- ции культуральной среды в вертикаль- , тикальную трубу для обеспечения ком- ной трубе 19 достигается при помощи пенсаций внешних тепловых потоков

При отсутствии этого контура время прогнозирования уменьшается с увеличением скорости подачи мелассы. Сигнал от датчика 20 теплового потока поступает на вход сдвигающего регулятора 29, одновременно запоминающее устройство 30 запоминает значение критического уровня. Сдвигающий регулятор дает сигнал на скачкообразное увеличение или уменьшение подачи воздуха. Таким образом,подача воздуха увеличивается, если он сдерживает процесс роста, и умень- если он подается в избытке, т.е. сдвигается в сторону максимума критический уровень ведения процесса, при котором начинается спирто- образование внутри ферментера.

При реализации системы в дрожжевом производстве стабилизируется вре- мя прогнозирования и обеспечивается быстрый поиск значения критического уровня ведения процесса, при этом поиск критического уровня занимает 68 с вместо 600 с в известной системе, а также повьш1ается точность

управления, за счет чего выход дрожжей увеличивается на 6,8%, а затраты на аэрацию снижаются на 12,6%.

Формула изобретения

шается

регулятора 22, который получает сигнал от датчика 23 расхода воздуха в I

ферментер о положении исполнительного механизма 24, установленного в нижней части вертикальной трубы 19, имеющей конический расширитель, и воздействует на исполнительный механизм 25, установленный на воздуховоде, подведенном в верхнюю часть верткальной трубы 19. Циркуляция жидкости в ней происходит эрлифтным способом.

Сигнал от датчика 26 расхода мелассы проходит через дифференциатор 27 и поступает на вход регулятора 28, которьш управляет исполнительным механизмом 24 в зависимости от скорости подачи культуральной среды. Таким образом, достигается постоянство времени прогнозированит при различных скоростях подачи мелассы.

При отсутствии этого контура время прогнозирования уменьшается с увеличением скорости подачи мелассы. Сигнал от датчика 20 теплового потока поступает на вход сдвигающего регулятора 29, одновременно запоминающее устройство 30 запоминает значение критического уровня. Сдвигающий регулятор дает сигнал на скачкообразное увеличение или уменьшение подачи воздуха. Таким образом,подача воздуха увеличивается, если он сдерживает процесс роста, и умень- если он подается в избытке, т.е. сдвигается в сторону максимума критический уровень ведения процесса, при котором начинается спирто- образование внутри ферментера.

При реализации системы в дрожжевом производстве стабилизируется вре мя прогнозирования и обеспечивается быстрый поиск значения критического уровня ведения процесса, при этом поиск критического уровня занимает 68 с вместо 600 с в известной системе, а также повьш1ается точность

шается

Система автоматического управле- ния процессом выращивания никроорга- низмов, содержащая датчик теплового потока, помещенную в ферментер вер- тикальную трубу для обеспечения ком- пенсаций внешних тепловых потоков

управления, за счет чего выход дрожжей увеличивается на 6,8%, а затраты на аэрацию снижаются на 12,6%.

Система автоматического управле- ния процессом выращивания никроорга- низмов, содержащая датчик теплового потока, помещенную в ферментер вер- тикальную трубу для обеспечения ком- пенсаций внешних тепловых потоков

Формула изобретения

на датчик теплового потока, в ниж- нией части которой имеется конический расширитель, а на наружной поверхности ее расположен датчик теплового потока, соединенный с вычислительным устройством, выход последнего связан с исполнительными механизмами, установленными соответственно на линиях подачи мелассы и воздуха в ферментер, контуры стабилизации температуры и рН в ферментер и контуры регулирования подачи питательных солей, уровня пены и культураль- ной среды в ферментер,.отличающаяся тем, что, с целью по- вьшения точности управления, она снабжена сдвигающим регулятором, запоминающим устройством, последовательно соединенными датчиком расхода мелассы, дифференциатором, регулятором и исполнительным механизмом.

Редактор В. Данко Заказ 7600/27

Составитель Г, Богачева

Техред М.Ходанич Корректор А. Зимокосов

Тираж 500Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

расположенным в нижней части верти кальной ,трубы, и последовательно соединенными датчиком расхода воздуха, поступающего в ферментер,регулятором циркуляции жидкости в вертикальной трубе и исполнительным меха- .низмом, расположенным на трубопроводе подачи воздуха в верхнюю часть вертикальной трубы, при этом датчик

10

расхода воздуха и регулятор циркуляции жидкости соединены с исполнитель- ньи4 механизмом, расположенным в нижней части вертикальной трубы, а вход сдвигающего регулятора связан с дат15 чиком теплового потока, выход - с исполнительным механизмом, установленным .на линии подали воз - дзпса в ферментер , причем вход и выход запоминающего устрой20 ства подключены к сдвигаю - щему регулятору.

Изобретение относится к микробио ;логической промьшшенности, а именно к дрожжевой, и направлено на повьше- ние точности управления процессом за счет повьшения выхода дрожжей. Система содержит контуры регулирования (Л /iuc/joma ю 00 ел 1})(ло(дою- ioiffff ffoo a