Система автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей Советский патент 1982 года по МПК G05D27/00 

Изобретение относится к микробио логической промышленности и может быть использовано для автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей, а также и других микроорганизмов, Известна система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предпочтительно хлебопекарных дрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в ферментер, и установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм, а также датчики кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и вычислительное устройство для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в аппарате, концентрации биомассы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и количества , поступающего в ферментер,а выход - с исполнительными механизмами,, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха 1 Недостатком данной системы является то, что она не обеспечивает надежного управления процессом при резких изменениях скорости протока через фермантер связанных с изменениями нагрузки, а также не поддерживает концентрацию остаточных редуцирую щих веществ на выходе ферментера на минимальном уровне. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического управления процессом непрерывного выращивания кормовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздуха и температуры дрожжевой сус--пензии и уровня в аппарате, контуры регулирования рН дрожжевой суспензии, объема биомассы Вчаппарате, регулирования времени пребывания биомассы в аппарате 2J . Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает требуемую степень использования редуцирующих веществ, а также требуемую точность управления при малых л больших скоростях протока, потому что регуля7Ор соотношения сусла и воды с питательными солями и регулирующий клапан, установленный на линии подачи сусла поддерживает требуемую хочность управления только в узком динамическом диапазоне изменения скорости протока через ферментер. Цель изобретения - повышение степени использования редуцирующих ве|щвств. Поставленная цель достигается тем что известная система автоматическог управления процессом выращивания кор мовых дрожжей/ содержащая контуры стабилизации расхода воды с питатель ными солями на разбавление, расхода воздуха и температуры дрожжевой суспензии, снабжена датчиком, соединеным с преобразователем для определения скорости потребления аммиачной воды и контурами стабилизации рН сусла, поступающего в ферментер, и регулирования производительности насоса, подающего сусло в,ферментер, при это регуляторыконтура стабилизации расхода воды с питательными солями и контура регулирования производительности насоса соединены с входом преобразователя определения скорости потребления аммиачной воды посредством блока задания. На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы автоматического управления выращивания кормо: вых дрожжей, Система содержит контуры стабилизации температуры в ферментере, рН дрожжевой суспензии, подачи воздуха и расхода воды с питательными солями подаваемого на разбавление сусла, а также контуры стабилизации рН сусла, поступающего в ферментер и регулирования производительности насоса, подающего сусло в ферментер. Температура в ферментере 1 поддер живается на заданном уровне с помощь контура стабилизации температуры, со держащего датчик 2 температуры, подключенного на вход вторичного прибора 3 с регулятором 4, который сравнивает текущее и заданное значение температур и вырабатывает регулирующий сигнал, управляющий исполнительным механизмом 5 на линии подачи воды на охлаждение. Изменение рН среды в ферментере измеряется датчиком, б рН подключенным через вторичный прибор 7 к регулятору 8, который формирует регулирующее воздействие, управляющее исгголнительным механизмом 9, .установленным на линии подачи аммиачной воды. Подача воздуха в ферментер поддер живается контуром стабилизации подачи воздуха, содержащим, расходометр 10, вторичный прибор 11, регулятос) 12 и исполнительный механизм 13. При отклонении расхода воздуха от заданного значения регулятор вырабатывает регулирующее воздействие для исполнительного мд|ханизма 13, управляющего подачей воздуха в ферментер. Стабилизация рНсусла, подаваемого в фep eнтep, осуществляется контуром, содержащим датчик 14 рН, вторичный прибор 15, регулятор 16 и исполнительный механизм 17. При отклонении рН сусла.от заданного значения регулятор 16 вырабатывает регулирующий сигнал, который поступает на вход исполнительного механизма 17, управляющего подачей аммиачной воды в линию сусла и восстанавливающего заданное значение рН-сусла. Подача питательной среды в ферментер с поддержанием соотношения между всеми компонентами ее, осуществляется в зависимости от скОрости потребления аммиачной воды, подаваемой в ферменгер для поддержания рН среды. Скорость потребления аммиачной воды измеряется датчиком 18. Через преобразователь 19 сигнал, пропорциональный скорости потребления аммиачной воды, поступает на блок 20 задания, который управляет заданием регуляторов контуров стабилизации расхода воды на разбавление и регулирование производительности насоса 21, подающего сусло в ферментер. Контур стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление содержит датчик 22, вторичный прибор 23, регулятор 24 и исполнительный механизм 25. Сигнал текущего значения расхода от датчика 22, через вторичный прибор 23 поступает на .регулятор 24. Сюда также поступает и сигнал заданного значения расхода из блока 20 задания. Регулятор 24 сравнивает эти сигналы и вырабатывает регулирующий сигнал, который поступает на исполнительный механизм 25, управляющий подачей воды с питательными солями наразбавление. контур регулирования производительности насоса 21, подающего сусло в ферментер, содержит датчик 26 расхода сусла, вторичный прибор 27, регулятор 28 и блок 29 управления приводом 30 постоянного тока насоса 21. Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода сусла из датчика 26, через вторичный прибор 27 поступает на регулятор 28, где сравнивается с сигналом заданного значения расхода, поступающим из блока 20 задания. Регулирующий сигнал поступает на блок 2.9 управления, который изменяет скорость враццения привода 30 постоянно-го тока насоса 21, а тем самым его производительность и поддерживает необходимое значение расхода сусла в ферментере.