Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, заключающийся в измерении концентрации питательного веиества в его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации питательного вещества в аппарате подачей раствора этого вещества и отвода дрожжевой суспензии из аппарата, отличающийся тем, что, с целью снижения удельных норм расхода питательных веществ за счет улучшения качества регулирования концентрации питательного вещества в аппарате, определяют величину удельного потребления питательного вещества в аппарате , а подачу раствора питательного вещества корректируют в зависимости от величины удельного потребления питательного вещества в аппара (Л те .

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (П) ГОСУДАРСТВЕННЬ(Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3596558/28-13 (22) 19.05.83 (46) 30.09.84,Бюл.36 (72) М.Б.Шехтман, A.Â.Áàáàÿíö и

Ю.Г,Колпиков (71,Грозненское научно-производственное объединение Промавтоматика (53) 663.132 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство

СССР М 595372, кл. С 12 Q 3/00, 1976, 2. Авторское свидетельство

СССР М 881111, кл.С 05 0 27/00, 1981

454) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ

МИКРООРГАНИЗМОВ, заклр»чающийся в измерении концентрации питательного вещества в его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации питательного вещества в аппарате подачей раствора этого вещества и отвода дрожжевой суспензии из аппарата, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения удельных норм расхода питательных веществ за счет улучшения качества регулирования концентрации питательного вещества в аппарате, определяют величину удельного потребления питательного вещества в аппарате, а подачу раствора питательного вещества корректируют в зависимости от величины удельного потребле- Е

C ния питательного вещества в аппарате.

1116060

Изобретение относится к способам автоматического ° управления процессами выращивания микроорганизмов, например, кормовых дрожжей, и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и химической промышленности, Известна система автоматического управления процессом непрерывного выращивания микроорганизмов, обеспечивающая регулирование концентрации пи- 10 тательных веществ н аппарате путем изменения расхода воды на разбавле" ние с коррекцией по концентрации поступающих н аппарат питательных веществ и по расходу этих неществ (1). 15

Недостатком данного способа является то, что концентрация питательных веществ в аппарате поддерживается равной заданной величине лишь в том случае, когда удельное потреб- 20 ление питательных веществ в аппарате (т.е.потребление в единице обьема н единицу времени) явдяется постоянной величиной, однако н реальных ус,ловиях эта величина изменяется,иног- 25 да в дна раза .

Наиболее близким к предлагае1 мому является способ. автоматического управления процессом выращинания микроорганизмов, заключающий. ся н измерении концентрации питательного вещества н его растворе и регулировании уровня в аппарате подачей воды, концентрации мине-. рального сырья (питательного нещестна), в частности Р О, подачей раствора этого вещества в аппарат с коррекцией подачи в зави симости от концентрации биомассы в аппарате и отвода дрожжевой сус- 40 пензии из аппарата (2)

Однако известный способ не учитывает взаимосвязь между концентрацией вещества в аппарате и удельным его потреблением, что снижает качество регулиронания концентрации компонентов питания н аппарате, Целью изобретения является снижение удельных норм расхода питательных веществ за счет улучшения качества регулирования концентрации питательных веществ в аппарате.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом выращивания микроорганиэмон, заключающемуся в измерении концентрации питательного нещества в его растворе и регулировании уроння н аппарате подачей воды, концентрации пи- . 60 тательного нещестна в аппарате подачей раствора этого вещества и отвода дрожжевой суспенэии из аппарата, определяют величину удельного потребления питательного вещества 65 в аппарате, а подачу раствора питательного вещества корректируют н зависимости от величины удельного потребления питательного вещества в аппарате, На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов.

В ферментатор 1 раздельными потоками по трубопроводам 2 и 3 подаются соответственно вода и питательные вещества. Дрожжевая суспензия непрерывно откачивается из аппарата по трубопроводу -4.

Контур регулирования уровня в аппарате включает в себя датчик 5 уровня, регулятор 6 уровня и дополнительный механизм 7, установленный на трубопроводе 2 подачи воды.

Контур регулирования расхода дрожжевой суспензии включает н себя датчик 8 расхода дрожжевой суспензии, регулятор 9 и исполнительный механизм

10.

Контур регулирования расхода раствора питательного нещества включает н себя датчик 11 расхода раствора питательного вещества, регулятор 12 расхода раствора питательного вещества и исполнительный MpxaHHaM

13.

Датчик 14 концентрации питательного вещества в ферментаторе связан с блоком 15 определения удельного потребления питательного вещества, второй — пятый входы кото. рого связаны с ныходами соответственно датчика ll расхода раствора питательного вещества, датчика 16 концентрации питательного вещества в его растворе, датчика 5 уровня и датчика 8 расхода дрожжевой суспензии. Выход блока 15 связан с входом блока 17 коррекции задания расхода раствора питательного вещества, выход которого связан с входом регулятора 12 расхода раство ра питательного вещества. Второй вход блока 17 коррекции задания связан с выходом датчика 14 концентрации питательного вещества н аппарате, а третий его вход связан с выходом блока 18 задания концентрации питательного вещества в фермента,оре.

Устройство, реализующее данный способ управления, работает следующим образом.

Контур Регулирования, .включающий датчик 5, регулятор 6 и исполнительный механизм 7, обеспечивает регулирование уровня культурной жидкости в ферментаторе подачей воды.

Контур регулирования, включающий датчик 8, регулятор 9 и исполни1116060

Составитель Г.Богачева

Редактор Т.,Веселова Техред М.Тепер Корректор Г.Решетняк

Заказ 6 865/20 Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тельный механизм 10, обеспечивает регулирование расхода дрожжевой суспензии, откачиваемой из аппарата.

Контур регулирования, включающий датчик 11, регулятор 12 и испол. нительный механизм 13, обеспечивает регулирование расхода раствора питательного вещества, подаваемого в аппарат °

Блок 15 определения удельного 10 потребления питательного вещества обеспечивает вычисление величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе, Датчик 16 обеспечивает измере- f5 ние концентрации питательного вещества в его растворе, подаваемом в аппарат.

Блок 17 коррекции обеспечивает регулирование концентрации питательного вещества э ферментаторе путем направленного изменения заданий релятору 12 расхода раствора питательного вещества.

Блок 18 задания обеспечивает

25 формирование задания по концентрации питательного вещества в ферментаторе для выдачи уставки блоку 17 коррекции.

Изменение, например увеличение, концентрации питательного вещества в ферментаторе приводит к увеличению сигнала на выходе датчика 14, поступающего в блок 17 коррекции задания расхода, уменьшая при этом значение сигнала на выходе блока 17, уменьшая тем самым значение задания регулятору 12, и по сигналу с регулятора 12, поступающему на исполнительный механизм 13, расход раствора питательного вещества умень-4О шается до тех пор, пока концентраI ция питательного вещества не станет равной заданному значению, устанавливаемому блоком 18 задания.

При уменьшении концентрации питательного вещества в ферментаторе устройство работает аналогично, но в обратном порядке.

Изменение, например величины удельного потребления питательного вещества, рассчитываемой на основании сигналов, поступающих с выходов датчиков 5,8,11,14 и 16, приводит к увеличению сигнала на выходе блока 15, увеличивая тем самым значение сигнала коррекции, поступающего в блок 17, увеличивая при этом значение сигнала на выходе этого блока, увеличивая тем самым значение задания регулятору 12, и по сигналу с регулятора 12, поступающему на исполнительный механизм 13, расход раствора питательного вещества увеличивает до тех пор, пока расход раствора питательного вещества не станет соответствовать новому значению величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе, что, в конечном счете, обеспечивает сохранение значения концентрации питательного вещества в ферментаторе, равного заданному.

При уменьшении величины удельного потребления питательного вещества в ферментаторе устройство работает аналогично, но э обратном порядке.

B результате реализации данного способа автоматического управления улучшается качество регулирования концентрации питательного вещества в ферментаторе, что приводит к снижению удельных норм расхода питательных веществ до 5 - 10 Ъ.