Патент ссср 412241
ОП ИС
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
4l224l
Заввстемое от а вт. свтвдетельспва №вЂ”
Заявлено 20,Х11 1971 (М 1726981/28-13) с присоединением заявки №вЂ”
Приоритет—
Опубликовано 25.1.1974. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 21Л 111.1974
М. Кл. С 12b 1/08
Зввударственный комитет
Совета Министров СССР пв делам изобретений и открытий
УДК 63.132 (088.8) Авторы изобретения
Заявитель
И. И. Балашевич, 3. И. Литвин и Б. И. Токарев
Всесоюзное научно-производственное и проектно-конструкторское объединение микробиологической промышленности
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО ВЪ|РАЩИВАНИЯ
МИКРООРГАНИЗМОВ
Изобретение относится к микробиологической промышленности.
Извесвна система автоматического управления процессом непрерывного выращивания миироорганиэмов, например биомассы кормовых дрожжей в фе рментере, содержащая контурны стабилиза ции подачи воды, температуры дрожжевой биомассы и питательной среды; контъчры,регулирования,рН,дрожжевой биомассы, объема дрожжевой биомассы в ферментере,и подачи субстрат а, а также датчики расхода воздуха .и редуцирую щик веществ в отходящей бражнике.
Целью, изобретения является обеспечение ,максимальной .интенсивности процесса выращивания дрожжей.
Это достигается тем, что система снабже на датчиком концентрации растворенного кислорода, блоком определения, дыхательного коэффициента и логическим устройством, при этом вход последнего соединен с блоком определен и я дьохательн ого ко эффициента н датч|вками концентрации, растворенного кислорода,,редуцирующих веществ в отходящей бражке,и,расхода воздуха, а выход — с исетолн ителвным механизмом, установленным на лавинии подачи субспрата в ферментер.
На чертеже представлена блок-схема предложенной системы управления.
Система содержит взаимосвязанные между собой контуры стабилизации температуры в ферментере, ста билизации .рН дрожгжевой биомассы, стабилизации концентрации раство ренного кислорода за счет изменения подачи воздуха, регулирования подачи воды,и нитательных веществ, поддержания заданного объема, а также,регулирования биомассы в ферментере н расходомер для контроля расхода аммиачной воды.
С помощью этих контуров автоматически поддерживаются Hla заданном оптимальном уровне основные технологические параметры процесса.
Тем пература в ферментере поддерживается на заданном, уровне с помощью контура стабилизации темперапуры, включающего датчик 1 темпер атуры, подключенного на вход регулятора 2, который после сравнения текущего и заданного значений температур выра бапывает сигнал, регулирующего воздействия, управляющего механизмом 3 iHа магистрали воды, подаваемой на охлаждение.
Изменение кислотности среды в ферме:tтере 4 воспринимаетоя датчиком 5 AH, включенным на вход регулятора 6, подключенного на исполнительный механизм 7, подающий в ферментер аммначлую воду.
4)2241
Подача воздуха в ферментер 4 регулируется датчиком 8 растворенного кислорода, под кл сченного на вход, регулятор а 9,,юторый после сравнения текущего н заданного значений концентраций ки лорода вырабатывает сигнал регулирующего воздействия, ;управляющего исполнительным механизмом
l0 на,магистрали подачи воздуха.
Подача питательной среды в ферментер с поддержанием соотношения между компонентами (субстрат, питательные соли, вода) в за,висимости от содержания редуцирующих веществ осуществляется конгуром регулирования . подачи воды и питательных веществ, вклю чающим дагчи к .11,редуцирующих веществ, подключенный последовательно с расходомером 12 па магистрали подачи субстрата. Выходы, датчика 11 и,расходомера 12 подключены на входы регуляторов 18 и 14 соотношения. Кроме того, на вход регулято,ра 18 соотношения подключен расходомер 15 на магистрали, подающий в ферментер 4 воду на разбавление. Выход этого .регулятора подключении к исполнительному механизму 1б на этой же,магистрали. На вход регулятора
14 соотношения подключен расходомер 17 на ,магистрали, подающий в ферментер 4 питательные соли, а выход этого, регулятора подключен к исполнительному механизму 18 на втой же магистрали.
Заданный объем дрожжевой биомассы в ферментере IIogpeipживается с помощью контура, включающего датчик 19 объема, подключенного на вход регулятора 20. К выходу его,подключен исполнительный механизм 21 на линии выхода дрожжевой .биомассы, кото рый лодачей большего .или меньц|его количества субстрата в ферментер устраняет отклонение объема от нормы.
;Контроль расхода аммиачной воды в процессе выращивания кормовых дрожжей осуществляют с помощью расходвмера 22.
Для обеспечения максимальной интенсивности процесса система дополнительно сна бжена блоком определения дыхательного коэффициента, включающим дагчик 28 îo hемной ко нцентрации растворенного кислсро да и углекислоты, анализаторы 24 и 25 и блок 26 деления, на выходе которого получается значение дыхательного коэффициента г„-e: RQ — дыхательный коэффициент;
Cco2 — объемная концентрация углекислого газа и отходящих тазов, %;
C02 — объемная концентрация кислорода в отходящих газах, о о. Объемная концентрация кислорода в воздухе, поступающем в ферментер, составляет 21 fthm.
Логическое устройство 27 выдает команду на увеличение подачи субстрата, если посту5
ЗО
40 дает соответствующая команда с выхода регулятора 28 при значении дыхательного .коэ рфициента не меныше заданното, при зна е нин остаточных РВ не выше заданного и кон центрации растворенного кисларода не ниже критического значения.
В слу1чае,поступления сигнала из регулятора иа уменьшение подачи субстрата плн уменьшение дыхательного коэффициента ниже задан ного значения, или увеличение концентрации РВ в последрожжевой бражке вы ше допустимого значени,я,,ил,и:уменьшение критического значения, логическое устройство концентрации растворенного кислорода ниже выдает команду .на уменьшение подачи сусла.
На вход логического устройства 27 поступают сигналы с блока определения дыхательного коэффициента, датчика 29, расхода воз духа, датчика 8 концентрации растворенного кисларода, выход которого подключен и регулятору 2, в кото ром при отклонении кон,центрации,растворенного кислорода от задания возникает сигнал рассогласовани я между входной величиной и заданием, что приводит к .выраоотке регулирующего воздействия, поступающего на вход исполнительного механизма 10, управляющего подачей воздуха в ферменте р, и,датчика 80 .редуцирующих веществ. Выход логического устройства 27 соединен с исполнительным меха1низмом 81, установленным на линии пода чи субстрата в фе,р менте,р.
Таким образом, процесс биосинтеза ведется на уровне максимальной интенсивности с ограничением по степени использования субстрата, IIIQ дыхательному коэффициенту, по концентрации РВ в последрожжевой бражке и по концентрации растворенного кислорода в культуральной среде.
П,р е д м ет и з о б р е т е н и я
Система автоматического управления .процессом непрерывного выращивания микроорганизмов, на пример биомассы кормовых дрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизаиии подачи воды, температуры дрожжевой биомассы и питательной среды, контуры репулирования 1рН дрожжевой био.массы, о бъема дрсокжевой биомассы в ферментере и подачи субстрата, а также датчики ,расхода воздуха и редуцирующи х веществ в отходящей бражке, отличающаяся тем, что, с целью опги ми з а ци и интенсивности процесс а, она снабжена датчиком яонцентрации,растворенного кислорода, блоком определения дыхательного коэффициента и логическим устройством, при этом вход последного соединен с блоком определения дыхательного коэффи циента и датчиками .коицентра1ции растворенного кисльрода, редуцирующих веществ в откодящей бражке и,расхода воздуха, а выход — c исполнительным механизмом, установленным на линии подачи субстрата в ферм ентер.
4l224I
Составитель M. Ларина
Редактор Л. Калашникова Техред Г. Васильева Корректор А. Васильева
Заказ 1209 Изд. М 392 Тираж 468 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. сПатектэ
