Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ шаРМЩВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматриванмций регулирование подачи питательной среды, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности ,.измеряют концентрацию кислорода в пене .а подачу питательной среды корректируют в зависимости от измеренного паргшетра. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М59 С 12 3 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3330553/28-13 (22) 03.08.81 (46) 15.04.83. Вюл. Р 14 (72) Е.Е. Дьытриев, А.И. Сизов, Н.П. Кокоулин и В.С. Захаренко (71) Научно-производственное гидролизное объединение "Гидролизпром" (53) 576.8,.00.2(088.8) (56) 1. Виестр У.3. и др. Культивирование микроорганизмов. M., "Пищевая промышленность", 1980, с. 195197.

2. АвторСкое свидетельство СССР ,9 699009, кл. С 12 М.1/36, 1978 °

„„S0„„11687 А (54) (57) СПОСОВ АВтОМАтИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий регулирование подачи питательной . среды, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, измеряют концентрацию кислорода в пене, .а подачу пита-" тельной среды корректируют в зависимости от измеренного параметра.

1011687

21 — ѫ

pS О, 022

ВНИИПИ Заказ 2688/32 Тираж 521 Подписное

Филиал ППП-"Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, например дрожжей, и может быть использовано в микробиологической промышленности, в частности в гидро. лиэном производстве.

Известны способы автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов путем регулирования подачи питательной среды $1) и 1,2j.

Недостатком известных способов является невысокая эффективность управления, поскольку регулирование е подачи воздуха в зависимости от концентрации растворенного кислорода, 15 от количества выделяющегося углекислого газа, определяемого по расходу воздуха и концентрации углекислого газа в отходящих газах, не всегда обеспечивает нужное реагиро- 20 вание на изменение условий жизнедеятельности микроорганизмов, вследствие недостаточной информативности указанных .признаков. Определение же количества утилизированного микро- 25 организмами газа путем раздельных подач доэ газа и последующего изменения падения давления в условиях гидролизно-дрожжевого производства ведет ж резкому снижению эффективности управления вследствие уменьшения производительности ферментеров.

Цель изобретения — повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов путем регулирования подачи питательной среды дополнительно измеряют концентрацию кислорода в пене, а подачу питательный среды корректируют в зависимости от измеренного параметра.

Перерабатываемые гидролизные среды обладают повышенной пенообраэующей способностью и основной фак- 45 тор, определяющий эффективность управления ферментером (его производительность), это процесс массообмена кислорода в среде, протекающий в основном в мелкой (динамической) 50 пене. Экспериментально установлено, что между концентрацией кислорода в пене(С< 3) и нагрузкой на аппарат (количеством перерабатываемх сахаров в единицу вРемени, кг/ч) Qpp сущест- 55 вует линейная <=вязь, выраженная следующим уравнением

Ф .С„= 21 — KQpg, (1) где К вЂ” (в зависимости от конструкции аппарата) изменяется в пределах от О, 015 до О, О 3. 60

Таким образом, измеряя концентрацию кислорода и пене, определяют нагрузку на аппарат и в соответствии с полученным значением изменяют подачу питательной среды.

На чертеже представлена блок-схема осуществления способа.

° Схема включает в себя ферментер 1, датчики 2 и 3, соответственно, концентрации кислорода в пене и расхода питательной среды регулятор 4, ис-, полнительный механизм 5 и функциональный блок б.

Пример. В ферментер 1 подают субстрат с концентрацией сахаров

О, 6-0, 84, расход субстрата определяют с помощью датчика 3 расхода, сигнал с которого поступает на вход регулятора 4. Сигнал с датчика 3 концентрации кислорода в пене, пропорциональный текущему значению концентрации кислорода в пене, поступает на вход функционального блока б, который в соответствии с формулой (1), (для условий дрожжечанов с эрлифтной системой воздухораспреде- ления) имеет вид вырабатывает задание на изменение подачи питательйой среды (субстрата).

Си гн ал с выхода фун кционального блока б поступает на вход регулятора 4, который на основе сравнения сигналов от датчика расхода 3 и блока 6 выдает сигнал на управление работой исполнительного механизма 5.

Последний осуществляет коррекцию подачи питательной среды (субстрата) в зависимости от измеренного значения концентрации кислорода в пене.

Предварительные испытания предлагаемого способа, проведенные на

Тавдинском гидролиэном заводе покаэывают, что его использование позволяет повысить производительность ферментера на 8-10% за счет коррекции подачи питательной среды в ферментер, поскольку концентрация сахаров в субстрате нестабильна. Так, например, при потоке 100 м /ч и значении измеренного параметра (концентрации кислорода в пене) 5%, скорректированное значение по подаче субстрата сост авляет 112 м /ч, что соотв ет ствует увеличению нагрузки (а значит и увеличению производительности) на 12%.