Система управления процессом выращивания микроорганизмов Советский патент 1987 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к дрожжевой промьппленности, а именно к системам управления процессом выращивания микроорганизмов.

Целью изобретения является увеличение выхода дрожжей путем повышения точности управления процессом,

На чертеже изображена блок-схема системы управления процессом выращивания микроорганизмов.

Система содержит контур стабилизации температуры в ферментере 1, состоящий из датчика 2 температуры, соединенного с регулятором 3, выход которого связан с исполнительным, механизмом 4, установленным на магистрали воды, подаваемой в охладительную рубашку 5; контур стабилизации рН дрожжевой массы, состоящей из датчика 6, соединенного с регулятором 7, к выходу которого подключены исполнительный механизм 8 йа трубопроводе аммиачной воды и исполнительный механизм 9 на трубопроводе серной кислоты контур пеногашения с датчиком 10, регулятором 11, выход которого связан с клапаном 12 на трубопроводе олеиновой кислоты; контур программного управления подачей питательных солей, состоящий из дозаторов 13, соединенных с программным устройством 14. Кроме того, система содержит две вертикальные трубы 15 и 16; основную и

Уровень пены в ферментере контролируется датчиком 10, сигнал от кото,40

дополнительную, помещенные внутрь ферментера. Основная труба 15 заужена 35 рого поступает на регулятор 11, воз- в нижней части, дополнительная труба действующий на клапан 12, установлен- 16 имеет постоянное сечение. В верхней части обе вертикальные трубы имеют меньшее«сечение и снабжены устройствами 17 для подвода сжатого воздуха. Система снабжена также датчиком 18 воздуха, поступающего на аэрацию, и датчиком 19 уровня культуральной жидкости, соединенными с входом регулятора 20, выходы которого соединены с исполнительным механизмом 21, установленным на магистрали сжатого воздуха, идущего в устройство 17. В вертикальных трубах 15 и 16/установлены

также устройства 22 для отбора уходя- 0 кость внутри трубы 15 находится на щих газов, соединенные со входом се- таком же уровне, что и жидкость в лектора 23, выход которого соединен ферментере, следовательно, при приближении в процессе выращивания к границе подспиртовьюания последнее

выход последнего связан с входом ре- начнется раньше в основной вертикаль- гулятора 25 расхода мелассы, выход ной трубе 15 по сравнению со всем

объемом ферментера. Таким образом прибор 24 для определения содержания

с входом прибора 24 для определения содержания спирта в уходящих газах.

ный на трубопроводе олеиновой кислоты

Растворы питательных солей в ферментере подаются посредством дозаторов 13, работой которых управляет программное устройство 14.

Культуральная жидкость также заполняет основную и дополнительную вертикальные трубы 15 и 16, которые полностью погружены. Так как основная вертикальная труба 15 заужена в нижней части, то степень аэрации внутри ее ниже, чем в объеме ферментера, а по снабжению мелассой жидкоторого подключен к исполнительному механизму 26, установленному на тру

бопроводе подачи мелассы в ферментер, и к исполнительному механизму 27, установленному на трубопроводе подачи мелассы в трубу 16. Система снабжена

также регулятором 28 расхода воздуха, поступающего на аэрацию, вход которого соединен с прибором 24 для,определения содержания спирта, а выход с исполнительным механизмом 29, установленным на воздуховоде.

Система работает следующим образом.

Температура в ферментере 1 поддерживается на заданном уровне с помощью

контура стабилизации температуры, включающего датчик 2 температуры, подключенный на вход регулятора 3, который после сравнения текущего и заданного значения температур вырабатывает сигнал регулирующего воздействия, управляющего механизмом на магистрали воды, подаваемой в охладительную рубашку.

Изменение кислотности в ферментере 1 воспринимается датчиком 6 рН, включенным на вход регулятора, кото- рьй в зависимости от отклонения рН в ту или иную сторону подает сигнал на исполнительньй механизм 8 подачи аммиачной воды, либо на исполнительный механизм 9, подающий серную кислоту в ферментер.

Уровень пены в ферментере контролируется датчиком 10, сигнал от кото

рого поступает на регулятор 11, воз- действующий на клапан 12, установлен-

рого поступает на регулятор 11, воз- действующий на клапан 12, установлен- ный на трубопроводе олеиновой кислоты.

Растворы питательных солей в ферментере подаются посредством дозаторов 13, работой которых управляет программное устройство 14.

Культуральная жидкость также заполняет основную и дополнительную вертикальные трубы 15 и 16, которые полностью погружены. Так как основная вертикальная труба 15 заужена в нижней части, то степень аэрации внутри ее ниже, чем в объеме ферментера, а по снабжению мелассой жидход дрожжей увеличился на 6% по срав нению с системой, где подача питания велась в зависимости от спиртообра- зования в ферментере, затраты на аэр цию культуральной жидкости снизились на 10%.

Формула изобретения

Система управления процессом выра щивания микроорганизмов, содержащая контуры стабилизации температуры в ферментерах У рН дрожжевой массы, контур автоматического пеногашения.

спирта в уходящих газах, подключаемый поочередно при помощи селектора 23 к отборным устройствам 22 вертикальных труб 15 и 1-6, регистрирует наличие спирта, выдает сигнал на вход регуля- тора 28 подачи воздуха на эрадию, который, воздействуя на исполнительный механизм 29,производит соответствующую подачу аэрационного воздуха. Степень аэрации в дополнительной трубе 16 такая 10 же,как в ферментере,однако регулятор 25 мелассы,воздействуя на исполнительньй механизм 27, подает в эту трубу некоторое количество мелассы При этом, если дрожжи во всем объеме ферментера J5 регулирования подачи воздуха снабжены в достаточной степени мелас- на аэрацию, включающий регулятор и сой, то спиртообразование в дополни- исполнительный механизм, установлен- тельной вертикальной трубе 16 не про- ный на линии подачи воздуха и подачи исходит. Если снабжение мелассой дрожжей в ферментере недостаточно, то при установленной степени аэрации в дополнительной трубе 16 начинается спиртообразование. Наличие спирта в уходящих газах в дополнительной вертикальной трубе 16 улавливается при- ферментер дополнительной вертикальнсй бором 24, который вьщает сигнал на трубой с суженной верхней частью, регулятор 25. Последний, воздействуя на исполнительный механизм 26, управляет подачей мелассы в ферментер. Для обеспечения нормальной работы системы необходимо, чтобы происходила непрерывная циркуляция культуральной жидкости через вертикальные трубы 15 и 16 снизу вверх. Скорость циркупитательных солей, датчик уровня в 20 ферментере и помещенную в последний вертикальную трубу, верхний конец которой сз жен, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода дрожжей, она снабжена помещенной в

исполнительным механизмом, расположенным на линии подачи мелассы в нижнюю часть дополнительной вертикальной 30:трубы, последовательно соединенными селектором и прибором для определения содержания спирта в уходящих га зах,а также контуром регулирования подачи воздуха в верхней части каждой

ляции должна быть постоянной незави- 35 вертикальной трубы, при этом дополнисимо от степени аэрации и уровня в ферментере. Циркуляцией жидкости управляет регулятор 20, который, получая информацию от датчика 18 расхода воздуха на аэрацию и от датчика 19 уровня в ферментере,: воздействует на исполнительные механизмы 21, управ- лякицие подачей воздуха в устройство 17, размещенное вверху вертикальньрс труб 15 и 16.

Применение данной системы в дрожжевой промышленности позволяет повысить точность управления процессом, а следовательно, увеличить выход дрожжей. При применении системы Bbfтельная и основная вертикальная тру имеют устройства для отвода отходящ газов, а последние подключены к селектору, причем прибор для определе

40 ния содержания спирта в уходящих га подключен к регуляторам расхода воз ха на аэрацию и подачи мелассы в ферментер, регулятор подачи мелассы соединен с исполнительным механизмо

45 установленным на линии подачи мелас сы в нижнюю часть дополнительной тр бы, а датчик уровня подключен к рег лятору расхода воздуха контура регу

Редактор Н. Горват

лирования подачи воздуха в верхнюю 50 часть каждой вертикальной трубы. Составитель Г, Богачёва Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Заказ 7684/26 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

ход дрожжей увеличился на 6% по сравнению с системой, где подача питания велась в зависимости от спиртообра- зования в ферментере, затраты на аэрацию культуральной жидкости снизились на 10%.

регулирования подачи воздуха на аэрацию, включающий регулятор и сполнительный механизм, установлен- ный на линии подачи воздуха и подачи ерментер дополнительной вертикальнсй рубой с суженной верхней частью,

Формула изобретения

Система управления процессом выращивания микроорганизмов, содержащая контуры стабилизации температуры в ферментерах У рН дрожжевой массы, контур автоматического пеногашения.

регулирования подачи воздуха на аэрацию, включающий регулятор и исполнительный механизм, установлен- ный на линии подачи воздуха и подачи ферментер дополнительной вертикальнсй трубой с суженной верхней частью,

регулирования подачи воздуха на аэрацию, включающий регулятор и исполнительный механизм, установлен- ный на линии подачи воздуха и подачи ферментер дополнительной вертикальнсй трубой с суженной верхней частью,

питательных солей, датчик уровня в ферментере и помещенную в последний вертикальную трубу, верхний конец которой сз жен, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода дрожжей, она снабжена помещенной в

регулирования подачи воздуха на аэрацию, включающий регулятор и исполнительный механизм, установлен- ный на линии подачи воздуха и подачи ферментер дополнительной вертикальнсй трубой с суженной верхней частью,

исполнительным механизмом, расположенным на линии подачи мелассы в нижнюю часть дополнительной вертикальной трубы, последовательно соединенными селектором и прибором для определения содержания спирта в уходящих га зах,а также контуром регулирования одачи воздуха в верхней части каждой

тельная и основная вертикальная трубы имеют устройства для отвода отходящих газов, а последние подключены к селектору, причем прибор для определения содержания спирта в уходящих газах подключен к регуляторам расхода воздуха на аэрацию и подачи мелассы в ферментер, регулятор подачи мелассы соединен с исполнительным механизмом,

установленным на линии подачи мелассы в нижнюю часть дополнительной трубы, а датчик уровня подключен к регулятору расхода воздуха контура регу

Изобретение относится к дрожжевой промышленности, а именно к управлению процессом выращивания микроорганизмов, и направлено ни увеличение выхода дрожжей за счет повышения точности управления процессом. Система содержит контуры (К) стабилизации .температуры и рН дрожжевой массы в ферг ентере (Ф) автоматического пено- гашения, К регулирования подачи воздуха на азрацию, включайщий регулятор и- исполнительный механизм (ИМ), установленный на линии подачи воздуха, К регулирования подачи питательных солей, содержащий датчик 19 уровня в Ф. В Ф помещены две вертикальные трубы 15 и 16, основная труба 15 заужена снизу, а в верхней части обе трубы имеют меньшее сечение и снабжены устройствами 17 для подвода сжатого воздуха. В верхнюю часть каждой камеры подают сжатый воздух в зависимости от расхода воздуха, подаваемого на аэрацию, и уровня в аппарате. Этим обеспечивают скорость циркуляции постоянной .независимо от степени аэрации и уровня в Ф, Изменение подачи воздуха на азрацию, а также мелассы в Ф и в нижнюю часть дополнительной вертикальной трубы 16 осуществляют в зависимости от содержания спирта в уходящих газах, определяемого прибором 24, подключаеньм посредством селектора 23 к устройствам 22 для отбора уходящих газов. 1 ил. г (Л