Способ автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей в дрожжерастильных аппаратах непрерывного действия Советский патент 1991 года по МПК C12Q3/00 

Изобретение относится к области перерабатывающих подотраслей агропромышленного комплекса, в частности к производству кормовых дрожжей, и может быть использовано при автоматизации процессов культивирования микроорганизмов.

Цель изобретения - повышение выхода биомассы микроорганизмов.

На чертеже изображена блок-схема автоматической системы управления, реализующей предлагаемый способ управления процессом выращивания кормовых дрожжей в дрожжерастильных аппаратах непрерывного действия.

Схема включает контуры регулирования температуры культуральной среды, расхода

дрожжевого сусла (засевных дрожжей) в аппарат, расхода воздуха на аэрацию культуральной среды, уровня культуральной среды в аппарате, расхода кислоты в аппарат для поддержания заданного значения рН культуральной среды.

Контур регулирования температуры культуральной среды состоит из датчика 1 температуры, установленного в дрожжера- стильном аппарате и соединенного с входом регулятора 2, выход которого соединен с исполнительным устройством (ИУ) 3, установленным на трубопроводе охлаждающей воды в рубашку аппарата.

Контур регулирования расхода дрожжевого сусла в аппарат включает датчик 4 расО Јь 00

SQ

00

хода питательной среды, установленный на трубопроводе подачи питательной среды в аппарат, датчик 5 расхода дрожжевого сусла, установленный на трубопроводе подачи дрожжевого сусла в аппарат. Датчики 4 и 5 соединены с входами регулятора 6 соотношения, третий вход которого соединен с задатчиком 7, которым устанавливается необходимое соотношение расхода дрожжевого сусла по отношению к расходу питательной среды. Выход регулятора 6 соединен с ИУ 8, установленным на трубопроводе подачи дрожжевого сусла в аппарат.

Контур регулирования расхода воздуха на аэрацию культуральной среды состоит из датчика 9 расхода воздуха, установленного на трубопроводе подачи воздуха в аппарат и соединенного с входом регулятора 10 соотношения. Другой вход регулятора 10 соединен с выходом сумматора 11, суммирующим расходы питательной среды (датчик 4) и дрожжевого сусла (датчик 5) в аппарат. Третий вход регулятора 10 соединен с датчиком 12 содержания кислорода в отходящих из аппарата газах. Выход регулятора 10 соединен с ограничителем 13, выход которого соединен с ИУ 14, установленным на трубопроводе подачи воздуха в аппарат.

Контур регулирования уровня культуральной среды включает датчик 15 уровня среды, установленный в аппарате и соединенный с входом регулятора 16. Второй вход регулятора 16 соединен с выходом сумматора 11, выход регулятора 16 соединен с ИУ 17, установленным на трубопроводе отбора культуральной среды из аппарата.

Контур регулирования расхода кислоты для поддержания заданного значения рН культуральной среды в аппарате состоит из датчика 18 расхода кислоты, установленного на трубопроводе подачи кислоты в аппарат, датчика 19 рН питательной среды, установленного на трубопроводе подачи - питательной среды в аппарат, датчика 20 рН дрожжевого сусла, установленного на трубопроводе подачи дрожжевого сусла в аппарат, датчика 21 рН культуральной среды, установленного на трубопроводе отбора культуральной среды из аппарата (или непосредственно в аппарате). Датчики 19 и 20 соединены с входами сумматора 22. Третий вход сумматора 22 соединен с задатчиком 7.

Входы регулятора 23 соотношения соединены с выходами датчиков 18 и 21 сумматоров 11 и 22.

Выход регулятора 23 соединен с ИУ 24, установленным на трубопроводе подачи кислоты в аппарат.

Способ реализуется следующим образом.

Температура культуральной среды в аппарате, измеряемая датчиком 1, стабилизируется изменением расхода охлаждающей воды в рубашку аппарата с помощью ИУ 3, управляемого регулятором 2.

Расход дрожжевого сусла, подаваемого в аппарат (датчик 5), регулируется регулято0 ром 6 в зависимости от расхода питательной среды (датчик 4) и задаваемого задатчиком 7 соотношения указанных расходов воздействием на ИУ 8. При увеличении (уменьшении) расхода питательной среды

5 увеличивается (уменьшается) расход дрожжевого сусла в заданном соотношении.

Расход воздуха в аппарат (датчик 9) регулируется регулятором 10 (в заданном соотношении) в зависимости от суммарного

0 расхода питательной среды и дрожжевого сусла в аппарат воздействием на ИУ 14. При увеличении (уменьшении) суммарного расхода среды и сусла в аппарат увеличивается (уменьшается) расход воздуха. Соотноше5 ние расходов устанавливается задатчиком, встроенным в регулятор 10. Уточненное значение расхода воздуха (близкое к оптимальному) устанавливается по сигналу от датчика 12 содержания кислорода в отходя0 щих из аппарата газах. Ограничитель 13 обеспечивает необходимый расход воздуха для поддержания жизнедеятельности дрожжей при прекращении (аварийном) подачи питательной среды в аппарат,

5 Уровень культурэльной среды в аппарате (датчик 15) стабилизируется изменением количества отбираемой из аппарата среды с помощью ИУ 17, управляемого регулятором 16. При изменении (увеличении или умень0 шении) расхода питательной среды и, следовательно, расхода дрожжевого сусла сигнал от сумматора 11 подается в регулятор 16, который, не ожидая изменения уровня среды, изменяет (увеличивает или уменьшает)

5 отбор культуральной среды из аппарата, тем самым сводит к минимуму отклонение уровня от заданного значения.

Расход кислоты в аппарат измеряется датчиком 18, сигнал от которого подается в

0 регулятор 23 соотношения. Регулятор 23 в зависимости от величины сигнала, поступающего из сумматора 11, с помощью ИУ 24 изменяет (прямо пропорционально) расход кислоты, который окончательно уточняется

5 в зависимости от значения рН культуральной среды, измеряемой датчиком 21. В регулятор 23 с целью сведения до минимума переходного процесса регулирования рН культуральной среды при возмущениях от мзманения рН питательной среды или/и

дрожжевого сусла подаются через суммирующее устройства 22 также сигналы от датчиков 19 и 20.

При увеличении (уменьшении) значения рН питательной среды или/и дрожжевого сусла, не ожидая изменения рН культураль- ной среды, уменьшается (увеличивается) подача кислоты в аппарат пропорционально изменению величины рН питательной среды или/и дрожжевого сусла. Степень влия- ния этих сигналов определяется сигналом от задатчика 7 соотношения расходов, т.е. при увеличении коэффициента соотношения степень влияния рН питательной среды увеличивается, рН дрожжевого сусла умень- шается. При уменьшении коэффициента со- отнощения степень влияния рН питательной среды уменьшается, а рН дрожжевого сусла увеличивается.

Таким образом, использование предла- гаемого способа автоматического управления повышает точность регулирования режимных параметров процесса выращивания дрожжей, что позволяет увеличить выход биомассы из задаваемого количества питательных веществ на 2% и выпуск дрожжей на 5%.

Формула изобретения Способ автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей в дрожжерастильных аппаратах непрерывного действия, предусматривающий измерение и регулирование температуры, рН и уровня кульгуральной среды в аппарате и регулирование расхода дрожжевого сусла (засевных дрожжей), отличающий ся тем, что, с целью повышения выхода биомассы микроорганизмов, дополнительно измеряют рН питательной среды, подаваемой в аппарат, рН дрожжевого сусла, расходы подаваемого на аэрацию воздуха, дрожжевого сусла, питательной среды, кислоты на подтитровку рН в аппарате и концентрацию 02 в выходящих из аппарата газах, регулируют расход воздуха в аппарат с коррекцией по суммарному расходу питательной среды и дрожжевого сусла с учетом концентрации кислорода в отходящих газах, а регулирование уровня культуральной среды в аппарате осуществляют с коррекцией по величине суммарного расхода питательной среды и дрожжевого сусла, регулирование рН культуральной среды осуществляют с коррекцией по расходу кислоты, суммарному расходу питательной среды и дрожжевого сусла с учетом величин рН питательной среды и дрожжевого сусла, причем регулирование расхода дрожжевого сусла осуществляют с коррекцией по величине расхода питательной среды, подаваемой в аппарат.

Изобретение относится к автоматизации процессов производства кормовых дрожжей и направлено на повышение выхода биомассы микроорганизмов. В процессе непрерывного выращивания дрожжей в дрожжерастительном аппарате стабилизируется температура культуральной среды (КС) в аппарате, рН КС в аппарате регулируется подачей кислоты по значению рН КС с коррекцией по суммарному расходу питательной среды и дрожжевого сусла с учетом величин рН питательной среды и дрожжевого сусла, уровень КС в аппарате регулируют по сигналу датчика уровня с коррекцией по величине суммарного расхода питательной среды и дрожжевого сусла, расход воздуха в аппарат регулируют с коррекцией по суммарному расходу питательной среды и дрожжевого сусла с учетом концентрации кислорода в отходящих газах, а регулирование расхода дрожжевого сусла осуществляют с коррекцией по величине расхода питательной среды, подаваемой в аппарат. 1 ил. (Л

Вдпнульга- тор