Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„Я1)„„,1008715

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

: СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(ю. 6 05 D 27/00; С 12 Q 3/00 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3302109/28-13 (22) 12. 06. 81 (46) 30 03.83 ° .Бюл. М 12 (72) М.Б, йехтман, Л.П. Лосев, Ю.Г. Колпиков, А.В. Бабаянц, А.Ф. Воловненко, В.К. Матвеев, О.В. Вели, канов и И.П. Белорусов (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (53) 663.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 469740, ï. С 12 Q 3/00, 1973.

2. Пусковой регламент на производство кормовых дрожжей Новополоцко: го завода БВК. М., 1977, с. 46-53 ° (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ в аппарате с совмещенными секциями выращивания и дозревания, предусматривающий регулирование подачи бражки и пита" тельных солей в аппарат, отвода дрожжевой суспензии из. аппарата, уровня в аппарате путем изменения подачи воды и концентрации парафина в начале секции выращивания путем подачи парафина на вход этой секции с коррекцией по его концентрации в секции дозревания, а также регулирование расхода дополнительно подаваемого па. рафина, отличающийся тем, что, с целью повышения, производительности, измеряют концентрацию парафина в конце секции выращивания, определяют перепад концентрации в этой секции, сравнивают с заданным значением и определяют величину рас-. согласования, а регулирование расхода ® дополнительно подаваемого парафина осуществляют с коррекцикй в зависимости от полученной величины рассо- С гласования.

Ф й:

|Эии4 совмещены секция 1 выращивания и аа секция 2 дозревания, между которыми .ийеется переток, раздельными потоками

rio трубопроводам 3-5 на вход подаются соответственно вода, бражка после сепарации, питательные соли. Парафин подается потоком 6 на вход сек45 ции 1 выращивания и дополнительным потоком в эту же секцию. Дрожжевая суспензия непрерывно откачивается из аппарата по трубопроводу 8.

Контур регулирования уровня в аппарате включает s себя датчик 9 уровня, регулятор 10 уровня и исполнительный механизм 11. Контур регулирования расхода бражки после сепарации состоит из датчика 12 расхода

1 10

Изобретение относится к способам автоматического управления процес сами непрерывного культивирования микроорганизмов, например кормовых дрожжей на парафине, с дополнительной подачей парафина в аппаратах с совмещенными секциями выращивания и дозревания и может найти применение в микробиологической промышленности. . Известен способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов, предусматривающий регулирование подачи парафина и питательной среды в зависимости от соотношения расходов парафина и питательных солей, регулирование подачи воды, причем регулирование подачи парафина и воды осуществляют в зависимости от концентрации биомассы (1 1.

Недостатком известного способа является невозможность его использования для аппаратов с совмещенными секциями выращивания и дозревания, так как укаэанный аппарат представляет собой реактор неидеального .смешения, а известный способ позволяет обеспе= чить поддержание определенных условий культивирования лишь в обьеме реактора идеального смешения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов в аппарате с совмещенными секциями выращивания и дозревания, пре-. дусматривающий регулирование подачи бражки и питательных солей в аппарат, отвода дрожжевой суспензии из аппарата, уровня в аппарате путем изменения подачи воды и концентрации парафина в начале секции выращивания путем подачи парафина на вход этой секции с коррекцией по его концентрации s секции дозревания, а также регулирование расхода дополнительно подаваемого парафина j7 $, Недостатком известного способа управления является невозможность поддержания требуемого перепада концентраций (профиля) парафина по длине секции выращивания, что приводит к созданию условий, не onTNHaflbHbtx для роста биомассы, и, в конечном счете, к снижению производительности апарата, обусловленному установлением в секции выращивания профиля концентраций, характеризующегося зна"

08715 2 чительным перепадом концентраций парафина между началом и концом этой секции.

Цель изобретения - повышение производительности процесса непрерывного культивирования микроорганизмов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов в аппарате с совмещенными секциями выращивания и дозревания, предусматривающему регулирование подачи бражки и питательных солей в аппарат, отвода дрожжей суспенэии из аппарата, уровня в аппарате путем изменения подачи воды и концентрации парафина в начале секции выращивания путем подачи парафина на вход этой секции с коррекцией по его концентрации в секции дозревания, а также регулирование расхода дополнительно подаваемого парафина, измеряют концентрацию парафина в конце секции выращивания, определяют перепад концентрации в этой секции, сравнивают с заданным значением и определяют вели" чину рассогласования, а регулирование расхода дополнительно подаваемого парафина осуществляют с коррекцией в зависимости от полученной величины рассогласования.

На чертеже. представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа автоматического .управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов.

В ааппппаарраатт, в котором конструктивно бражки, регулятора 13 расхода бражки и исполнительного механизма 14..

Контур регулирования расхода питательНых солей включает в себя дат15 4 вания в зависимости от кояцентрации парафина в конце секции дозревания.

Контур регулирования, включающий дат" чик 25, регулятор 26 и исполнительный механизм 27, обеспечивает стабилизацию расхода дополнительно пода» ваемого в секцию выращивания парафи" на. Задание регулятору 26 устанавливает сигнал, поступающий.с выхода блока 29 суммирования, корректируя расход дополнительно подаваемого парафина в.зависимости от разности между измеренным значением перепада концентраций парафина в начале и конце секции выращивания и заданием. Блок ! 29 суммирования обеспечивает поддер" жание перепада концентраций парафина между началом и концом секции выращивания на заданном значении путем направленного изменения заданий ре" гулятору 26 расхода дополнительно подаваемого парафина.

Изменение, например увеличение, концентрации парафина на выходе сек",. ции дозревания приводит к увеличеwe сигнала на выходе датчика 24, поступающего в регулятор 22, умень-:шая при этом значение задания регулятору 22 концентрации парафина в на-, чале секции выращивания, и по сигна=; лу с регулятора 22, поступающему .на исполнительный механизм 23, подача парафина будет уменьшаться до тех пор, пока концентрация парафина в начале секции выращивания не станет равной новому заданному значению.

Уменьшение концентрации парафина в начале секции выращивания приводит. к уменьшению сигнала на выходе датчика 21 концентрации парафина, посту-.

l пающего на положительный вход блока

29 суммирования, вследствие чего сигнап íà его выходе уменьшается, что. приводит к уменьшению задания регулятору 26 расхода дополнительно подаваемого парафина. В результате по сигналу с регулятора 26, поступающему на исполнительный механизм 27, рас- . ход дополнительно подаваемого пара" . фина уменьшается, вследствие чего уменьшается концентрация парафина в .

:конце секции выращивания, что приво дит к уменьшению сигнала на выходе датчика 28 концентрации парафина, поступающего на отрицательный вход. блока 29 суммирования. 8 результате сигнал на выходе блока 29 начинает увеличиваться, что приводит к увеличению задания регулятору 26, и по

3 10087 чик 15 расхода питательных солей, регулятор 16 расхода питательных солей и исполнительный механизм 17. Контур регулирования расхода дрожжевой суспензии включает в себя датчик 18 расхода дрожжевой суспензии, регулятор 19 расхода дрожжевой суспензии и исполнительный механизм 20.

Датчик 21 концентрации парафина в начале секции выращивания связан 1в с регулятороч 22 коцентрации парафина. в начале секции выращивания, выход которого связан с исполнительным механизмом 23. Управляющий вход регулятора 22 связан с выходом датчика

24. Датчик 25 связан с регулятором

26 расхода дополнительно подаваемого парафина, выход которого соединен с исполнительным механизмом 27 на линии дополнительной подами парафина.

Датчик 28 концентрации парафина в конце секции выращивания связан с первым (отрицательным) входом блока . 29 суммирования, второй вход (положительный) которого связан с датчиком 21, а третий вход (отрицательный)с блоком 30 задания перепада концентраций парафина. Выход блока 29 связан с управляющим входом регулятора 26.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим обра. зом.

Контур регулирования, включающий датчик 9, регулятор 10, исполнительный механизм ll, обеспечивает регулирование уровня культуральной среды

: в аппарате подачей воды. Контур регулирования, включающий датчик 12, регулятор 13 и исполнительный механизм 14, обеспечивает стабилизацию

-отвода дрожжевой суспензии из аппарате та, а контур регулирования, включающий датчик 15, регулятор 16, исполнительный механизм 17, обеспечивает стабилизацию расхода питательных авлей. Контур регулирования, включающий датчик 18, регулятор 19 и исполнительный механизм 20, обеспечивает стабилизацию расхода дрожжевой суспензии, откачиваемой из аппарата.

Контур регулирования, включающий дат- Е чик 21, регулятор 22 и исполнительный,механизм 23, обеспечивает стабилизацию концентрации парафина в начале секций выращивания.. Задание регулятору 22 устанавливает сигнал, поступающий с выхода датчика 24, обеспе;чивая тем самым коррекцию концентра:ции парафина в начале секции выращи5 1008715 6 сигналу с регулятора 26, поступаю-, поступающему на исполнительный мехащему на исполнительный механизм 27, низм 27, расход дополнительно подарасход дополнительно подаваемого па- ваемого парафина будет уменьшаться рафина будет увеличиваться до тех до тех пор, пока перепад концентрапор, пока перепад концентраций пара- З ций парафина между началом и концом фина между началом и концом секции секции выращивания не станет равным выращивания не станет равным задан- заданному. При уменьшении концентраному. При уменьшении концентрации ции парафина в конце секции выращипарафина на выходе секции дозревания вания устройство работает аналогично, устройство работает аналогично, но в 1В но в обратном порядке. обратном порядке. Предлагаемый способ автоматическоИзменение, например увеличение, ro управления процессом культивироконцвнтрации парафина в конце секции вания микроорганизмов в аппарате с вырацивания приводит к увеличению сиг- совмещенными секторами выращивания нала на выходе датчика 28, поступаю- И и дозревания обеспечивает поддержание щего на отрицательный вход блока 29 перепада концентраций парафина межсуммирования, вследствие чего сигнал ду началом и концом секции выращивана его выходе уменьшается, что при- ния на оптимальном значении, что поводит к уменьшению задания регулято- зволит повысить производительность ру 26 и по сигналу с регулятора 26, 29 аппарата ориентировочно на 5 .

ВНИИПИ Заказ 2336!58 Тираж 872 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4