Система автоматического управленияпРОцЕССОМ ВыРАщиВАНия МиКРООРгАНизМОВ Советский патент 1981 года по МПК G05D27/00 

. . Изобретение относится к ю1Кр 6бйЬлогичёской промьшшенности и может быть использовано в процессе выращивания хлебопекарных дрожжей. По основному авт.св. № 661003 известна система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, содержащая контур стабилизации температуры, включающий линию подачи охлаждгиощей воды, контур стабилизации рН биомассы, контур регулироватшя подачи питательных солей, воды и воздуха на аэрацию, установленны на линии подачи субстрата исполнитель нь1й механизм подачи субстрата, датчик мощности теплового потока,. п(И4ещенный в ферментер, датчики температуры воздуха, поступающего на аэрацию, тем пературы охлаждающей воды на входе и выходе линии подачи охлаждакнцей воды и вычислительное устройство, вход которого соединен с датчиком плотности теплового потока, датчиками температуры воздуха и температуры охлаждающей воды, а выход - с исполнительным ме.ханизмом подачи субстрата D . Недостатком системы является то, что в ней на датчик плотности теплового потока влияют внешние тепловые потоки, за счет чего уменьшается точность управления. . Цель изобретения - повышение выхода продукта за счет оптимального ведения процесса. Указанная цель достигается тем, что система снабжена помещенной в ферментер вертикальной трубой для обеспечения компенсации внешних тепловых потоков на датчик теплового потока, в нижней части которой имеется конический расширитель, а.в верхней ее части установлен клапан, при . этом последний соединен с вычислительным устройством и датчик плотности теплового потока расположен на наружной поверхности вертикальной трубы.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы.

Система содержит контур стабилизации температуры вферментере 1,состояйщй из датчика 2 температур, регулятора 3, исполнительного механизма 4, установленного на линии подачи воды, подаваемой в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН дрожжевой массы, состоящий из датчика 6, регулятора 7, исполнительного механизма 8 на трубопроводе аммиачной воды и исполнительного механиз ма 9 на трубопроводе серной кислоты, контур автоматического пеногашения, состоящий из датчика 0, регулятора 11 и клапана 12 на трубопроводе олеиновой кислоты; контур подачи воздухг на аэрацию в зависимости от уровня в аппарате, состоящий из датчика 13уров ня, регулятора 14, исполнительного механизма 15 на воздуховоде; контур регулирования подачи питательных солей, состоящий из дозаторов 16, программного устройства 7. Система также содержит датчики 18 температуры, установленные на воздуховоде 19 и 20, смонтированные на входе и выходе охлаждающей рубашки и соединенные со входом вычислительного устройства 21. Выход последнего соединен с исполнительным механизмом 15, установленным на воздуховоде и с исполнительным цеханиз-. мом 22, смонтированным на трубопроводе подачи мелассы . Кроме того, система снабжена помещённой в ферментер вертикальной трубой 23. Труба 13 открыта внизу и имеет конический расширитель 24, в верхней части этой трубы 23 установлен клапан 25, соединенный с вьгаислительным устройством 21. На наружной поверхности вертикальной трубы 23 установлен датчик 26 плотности теплового потока, который также соединен со входом вычислительного устройства.

Система работает следующим образом

Температура в ферментере 1 поддерживается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температу- ры, включающего датчик 2 температурь:, подключенный на вход регулятора 3, который после сравнения текущего и за данного значения температур выраба- тывает сигнал регулирующего воздействия, управляющего исполнительным механизмом 4 на линии подачи.воды, подаваемой в охладительную рубашку 5.

Изменение кислотности в ферментере 1 воспринимается датчиком 6, включенным на вход регулятора 7, который в зависимости от отклонения рН в ту или иную сторону подает сигнал на исполнительный механизм 8 подачи аммиачной воды,, либо на исполнительный механизм 9, подающий серную кислоту в дрожжерастильный аппарат. Уровень пены в аппарате контролируется датчиком 10, сигнал которого поступает на регулятор I I, воздействующий на клапан 12, установленный на трубопроводе олеиновой кислоты. Уровень культуральной среды в аппарате контролируется датчиком 13, сигнал с которого поступает.на регулятор 14, который воздействует на исполнительный механизм 15, управляющий подачей воздуха на аэрацию. Растворы питательны солей в ферментер подаются посредством дозаторов 16, работой которых управляет программное устройство 17. Кроме этого, система содержит трубу 23 помещаемую вертикально внутрь ферментера. В исходном положении клапан 25, расположенный в верхней части трубы 23, закрыт и азрационный воздух вытесняет культуральную жидкость из трубы. По команде вычислительного устройства 21 клапан 25 открывается и кулЬтуральная жидкость заполняет трубу 23. При этом жидкость внутри трубы 23 подвержена тем же тепловым влиянием, что и жидкость внутри дрожжерастительного аппарата.Так как в нижне части трубы 23 установлен конический расширитель 24, то степень аэрации культуральной жидкости внутри трубы 23 вьше, т.е. культуральная среда находится в более оптимальных условиях. Датчик 26 плотности телпового потока, установленный на наружной поверхности вертикальной трубы 23, измеряет тепловой поток от среды внутри трубы к среде в ферментере или разность между тепловыделениями в трубе и ферментере При оптимальном проведении процесса дрожжеращения. тепловой поток, измеpяe a Iй датчиком 26, стремится к нулю, т.е. удельное тепловьщеление в трубе 23 равно удельному тепловыделению в ферментере. При нарушении процесса дрожжеращения часть субстрата (мелассы) расходуется на спи ртооб.разоваиие и удельное тепловыделение в ферментере уменьшается, т.е. теплбвой поток, измеряемый датчиком 26, увеличивает