Система автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов

Система автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО КПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, со .ц ржащая датчики расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию Ы контуры регулирования температуры JJJ рН среды, включающие соответственно датчик измеряемого параметра, регулятор и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с делью повьшения выхода биомассы, она снабжена датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, блоком определения расхода использованного кислорода, блоком определения экономического коэффициента и экстремальным регулятором, при этом входы блока определения экономического коэффициента соединены с датчиком расхода титрующего агента и блоком определения расхода использованного С кислорода, входы последнего соединены с датчиком расхода воздуха на (Л аэрацию и с датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, а выход блока определения экономического коэффициента соединен через экстремальный регулятор с задающим входом регулятора контура регулирования температуры. :о со

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 12 Q 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3756535/28-13 (22) 14.06.84 (46) 23. 11.85. Вюл. Р 43 (7 1) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) Д.Я.Левишаускас, Ю.-К.Ю.Станишкис, В.В.Кильдишас и К.Л.Вилутис (53) 663. 132 (088.8) (56) Stan,iskis I. and Levisauskas D.

0ptimaration of Batch fermentation

proceises by graphical method.

Biotechnoiogy and Bioengineering, 1983, vol. ХХЧ, р.р. 985-990.

Авторское свидетельство СССР ф 308060, кл. С 12 q 3/00, 1969. (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

ЩРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ (УЛБТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащая датчики расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию

1(контуры регулирования температуры ц рН среды, включающие соответственно датчик измеряемого параметра, регулятор и исполнительный механизм, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода биомассы, она снабжена датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, блоком определения расхода использованного кислорода, блоком определения эконо мического коэффициента и экстремальным регулятором, при этом входы блока определения экономического коэффициента соединены с датчиком расхода титрующего агента и блоком определения расхода использованного кислорода, входы последнего соединены с датчиком расхода воздуха на аэрацию и с датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, а выход блока определения экономического коэффициента соединен через экстремальный регулятор с задающим входом регулятора контура регулирования температуры.

4 11

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для автоматического управления периоди,ческим процессом выращивания биомассы микроорганизмов.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы.

На чертеже представлена блок-схема системы автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов.

Система автоматического управления содержит ферментер 1, контур регулирования рН среды, включающий датчик 2 рН, регулятор 3 рН и исполнительный механизм 4, установленный на линии подачи титрующего агента, контур регулирования температуры среды в ферментере 1, включающий датчик 5 температуры, подключенный к переменному входу регулятора 6 температуры, выход последнего связан с исполнительными механизмами 7 и 8, установленными соОтветственно на линиях йодачи охлаждающего и подогревающего агентов. Система содержит также датчики 9-11 соответственно расхода титрующего агента, расхода воздуха на аэрацию и концентрации кислорода в выходящих газах, блок

12 определения расхода использованного кислорода, блок 13 Определения экономического коэффициента и экстремальный регулятор 14.

Датчики 10 и 11 соответственно расхода воздуха на аэрацию и концентрацию кислорода в выходящих газах подключены к блоку 12 определения расхода использованного кислорода, выход которого подключен к блоку 13 определения экономического коэффициента, соединенного также с датчиком

9 расхода титрующего агента, а выход блока 13 определения экономического коэффициента через экстремальный регулятор 14 подключен к задающему входу регулятора 6 температуры.

Система автоматического управления периодическими процессом культивирования микроорганизмов работает следующим образом.

В ферментере 1 осуществляется процесс периодического культивирования микроорганизмов. Сигнал датчика

2 рН поступает на регулятор 3 рН, который вырабатывает непрерывный управляющий сигнал для исполнительного механизма 4, изменяющего расход

93171 титрующего агента и поддерживающего, таким образом, рН среды на заданном значении. Сигнал датчика 5 температуры поступает на переменный вхоп регулятора 6 температуры, на задающий вход последнего поступает сигнал от экстремального регулятора 14. Регулятор 6 температуры сравнивает эти сигналы и вырабатывает управляющий сигнал для исполнительных механизмов

7 и 8, изменяющих расходы соответственно охлаждающего и подогревающего агентов и изменяющих температуру среды до значения, соответствующего заданному экстремальным регулятором 14. В то же время сигналы датчика 10 расхода воздуха на аэрацию и датчика 11 концентрации кислорода в выходящих газах поступают на блок

12 определения расхода использованного кислорода. В блоке 12 расход использованного кислорода определяется по формуле 0 ° возд Ог оо д (С вЂ” С ) где Q — расход использованного

02 кислорода, Q > — расход воздуха на аэра1 цию .

Со „- концентрация кислорода

z возд в в оздухе (величина постоянная);

С вЂ” концентрация кислорода о в выходящих газах.

30

Y=Ê—

Еи ог

45 где Y — экономический коэффициент, (1 — расход использованного азоЪ та, 0 — расход использованного кис-0 лор ода;

К вЂ” коэффициент пропорциональности

Из блока 13 сигнал, отражающий текущее значение экономического коэффициента, поступает на вход экстремального регулятора 14. Экстремальный регулятор на основе поступившей информации вырабатывает дискретно-постоянный управляющий

Сигналы датчика 9 расхода титрующего агента и блока 12 определения расхода использованного кислорода поступают на блок 13 определения

4Q экономического коэффициента, определяемого по формуле

119317 <

Составитель Г.БогачеваТехред О.Ващишина Корректор С. Шекмар

Редактор Н.Яцола

Заказ 7232/27 Тираж 524 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 сигнал, служащий заданием регулято- ру 6 температуры, таким образом, чтобы изменение температуры приводило к поддержанию экстремального значения экономического коэффициента: 5 если предыдущая коррекция управляющего сигнала на выходе экстремального регулятора привела к увеличению сигнала на его входе, последующая коррекция уровня управляющего сигнала экстремальным регулятором осуществляется в том же направлении, что и предыдущая,и наоборот.

Результаты экспериментальных исследований предлагаемой системы прн управлении периодическим процессом выращивания культуры Candida

utilis показали ее работоспособность и эффективность. В результате управления температурой при помощи данной системы получено увеличение биомассы на 3,5-47.