Способ автоматического управления процессом ферментации

Способ автоматического управления процессом ферментации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается способов автоматического управления процессом ферментации, например выращивания дрожжей на н-парафинах, и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и пищевой промышленности. Цель изобретения - повьшение производительности ферментатора по биомассе за счет повьшения коэффициента заполнения. При этом, коэффициент заполнения определяется уровнем культуральной жидкости в ферЯ/то вещее ментаторе, а уровень ферментатора ограничен уровнем пены -в аппарате и током двигателя мешалки. Определяют величины рассогласования между текупщм и заданным значениями уровня пены и тока двигателя мешалки и регулирование уровня культуральной жидкости в ферментаторе осуществляется с коррекцией по одной из них или по наибольшей из них. Блок 21 выбора режима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селектора в один из трех режимов работы. Первый режим - селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 16j при этом сигнал с программно-, го задатчика 20 не пропускается. Вто- S рой режим - селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 20, а сигнал с программного за.- датчика 16 не пропускается. Третий режим - селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, выбирает наименьший по величине и пропускает его на выход. 1 ил. О) зэ 1чд fyexatffae cyaieastei

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 1> 4 С 12 Q 3/00

В L-r

/ g»

Е..;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕПЬСТВУ (21) 4189786/28-13 (22) 04. 02. 87 (46) 23. 12.88. Бюл, У 47 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) М.Б.Шехтман, А.С.Вартанов, А.В.Бабаянц и,Н.И.Коломыцев (53) 663.1 (088.8) (56) Аиба Ш. и др. Биохимическая технология и аппаратура. - М.: Пищевая промышленность, 1975, с.228-230. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИИ (57) . Изобретение касается способов автоматического управления процессом ферментации, например выращивания дрожжей на н-парафинах, и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и пищевой промышленности. Цель изобретения— повышение производительности ферментатора по биомассе sa счет повышения коэффициента заполнения. При этом коэффициент заполнения определяется уровнем культуральной жидкости в ферментаторе, а уровень ферментатора ограничен уровнем пены в аппарате И током двигателя мешалки. Определяют величины рассогласования между текущим и заданным значениями уровня пены и тока двигателя мешалки и регулирование уровня культуральной жидкости в ферментаторе осуществляется с коррекцией по одной из них или по наибольшей из них. Блок 21 выбора режима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селектора в один из трех режимов рабаты. Первый режим — селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 16, при этом сигнал с программного задатчика 20 не пропускается. Вто- Ж рой режим — селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задат- Ф чика 20, а. сигнал с программного задатчика 16 не пропускается. Третий режим — селектор 17 сравнивает меж- ф ду собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, выбирает „р наименьший по величине и пропускает его на выход. 1 ил.

Заешь

1446162

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом ферментации, например выращивания дрожжей на н-парафинах, и может быть

5 использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и пищевой промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности ферментатора по биомассе.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа автоматического управле- ния процессом непрерывной ферментации °

В ферментатор 1 подают разделенными потоками по трубопроводам 2 и 3 соответственно питательные вещества и воду на разбавление. Из аппарата 20 по трубопроводу 4 непрерывно откачивают дрожжевую суспензию.

Контур регулирования расхода питательных веществ включает в себя датчик 5 расхода питательных веществ, 25 регулятор 6 расхода питательных веществ и исполнительный механизм 7.

Контур регулирования расхода дрожжевой суспензии, отбираемой из ферментатора, содержит датчик 8 расхода 30 дрожжевой суспензии, регулятор 9 расхода дрожжевой суспензии и исполнительный механизм 10.

Контур регулирования уровня жидкости в аппарате содержит датчик 11 уровня жидкости, регулятор 12 уровня жидкости и исполнительный механизм 13.

Датчик 14 уровня пены связан с позиционным регулятором 15, который 40 связан с программныч задатчиком 16, выход которого связан с первым входом селектора 17 меньшего сигнала, выход последнего соединен с заданием регулятора 12. Датчик 18 тока мешалки 45 связан с позиционным регулятором 19, который связан с программным задатчиком 20, выход которого связан с вторым входом селектора 1.7. меньшего сигнала. Третий вход селектора 17 соединен с блоком 21 выбора режима работы селектора 17.

Устройство работает следующим образом.

Контур регулирования, содержащий датчик 5, регулятор 6 и исполнительный механизм 7, обеспечивает регулирование расхода питательных веществ в аппарат.

Контур регулирования, содержащий датчик 8, регулятор 9 и исполнительный механизм 10, обеспечивает регул. .рование расхода дрожжевой суспензии, выводимой из аппарата.

Контур регулирования, содержащий датчик 11 уровня жидкости, регулятор

12 и исполнительный механизм 13, обеспечивает регулирование уровня жидкости в ферментаторе. Задание на регулятор 12 уровня поступает от программных задатчиков 16 и 20 через селектор 17 меньшего сигнала, который повторяет на выходе меньший из двух входных сигналов. Управление программными задатчиками 16 и 20 осуществляется с помощью позиционных регуляторов 15 и 19, которые осуществляют коррекцию задания регулятору

12 уровня жидкости в зависимости от уровня пены и тока мешалки соответственно.

Блок 21 выбора режима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селектора в один из трех режимов работы. В первом режиме селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 16, при этом сигнал с программного задатчика 20 не пропускается. В первом режиме работы селектор обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по величине рассогласования между текущим и заданным значениями уровня пены. Во втором режиме селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 20, а сигнал с программного эадатчика 16 не пропускается ° Во втором режиме работы селектор 17 обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по величине рассогласования между текущим и заданным значениями уровня тока двигателя мешалки. В третьем режиме селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, выбирает наименьший по величине и пропускает его на выход.. В третьем режиме работы селектор 17 обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по наименьшей из двух величин — рассогласованием между текущими и заданными значениями уровня пены и рассогласованием между текущим и заданным значениями тока двигателя мешалки.

В случае, если с помощью блока

21 установлен первый режим работр1, 1446162 селектора 17, то при изменении, например увеличении, уровня пены, в некоторый момент времени значение сигнала от датчика 14 становится больше заданного значения (Ь „„ + д ), уста-, 5 новленного на позиционном регуляторе

15, при этом на выходе последнего появляется сигнал M (меньше), который поступает на программный задатчик 16. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшаться. Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, который повторяет на выходе сигнал с задатчика 16. Выходной сигнал с селектора

17 поступает на вход "Задание" регулятора 12-, значит, оно тоже начинает уменьшаться. При этом исполнительный механизм 13 начинает закрываться, 20 уровень в ферментаторе 1 начинает уменьшаться, а значит, уменьшается уровень пены до тех пор, пока он не станет равным заданному (L > + r1 ). . При этом на выходе регулятора 15 25 сигнал M снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное меньшее задание регулятору 12 уровня. 30

При уменьшении уровня пены значение сигнала от датчика 14 становится меньше заданного (L >,, 2 Ь ), на по- зиционном регуляторе 15 появляется сигнал Б (больше), который поступает на программный задатчик 16. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает увеличиваться. Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, который увеличивает задание 40 регулятору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает открываться, уровень в ферментаторе начинает увеличиваться, а значит, увеличивается уровень пены до тех пор, пока он не станет равным заданному (Ь > „+ й).

При этом на выходе регулятора 15 сигнал Б снимается. Сигнал на выхо- . де программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное большее задание регулятору 12 уровня °

Изменение тока двигателя мешалки в первом режиме работы селектора 17 не оказывает никакого влияния на работу регулятора 12 уровня жидкости.

В случае, если с помощью блока

21 вручную установлен второй режим работы селектора 17, то при изменении, например увеличении тока двигателя мешалки, которое может быть выз-вано увеличением уровня в ферментаторе, значение сигнала от датчика

18 становится больше заданного (I ++

id) на позиционном регуляторе 19, на выходе регулятора 19 появляется сигнал M который поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшаться. Этот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который уменьшает задание регулятору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает закрываться, уровень в ферментаторе начинает уменьшаться, а значит, уменьшается и ток двигателя мешалки до тех пор, пока он не станет равным заданному (Ig q+ д ). При этом на выходе регулятора 19 сигнал М снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное меньшее задание регулятору 12 уровня.

При уменьшении тока двигателя мешалки, которое может быть вызвано уменьшением уровня в ферментаторе, значение сигнала от датчика 18 становится меньше заданного (I > > + д ) на позиционном регуляторе 19, на выходе которого появляется сигнал Б, который поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает .увеличиваться ° Этот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который увеличивает задание регулятору 12.

При этом исполнительный механизм 13 начинает открываться, уровень в ферментаторе начинает увеличиваться, а значит, увеличивается ток двигателя мешалки до тех пор, пока не станет равным заданному (I gap + b ). При этом на выходе регулятора 19 сигнал

В снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное большее задание регулятору 12 уровня.

Изменение уровня пены в ферментаторе во втором режиме работы селектора 17 не оказывает никакого влияния на работу регулятора 12 уровня жидкости.

В случае, если с помощью блока.

21 вручную установлен третий режим работы селектора, то при изменениях

1446 формула изобретения

Способ автоматического управления процессом ферментации, заключающийся в регулировании подачи питательных веществ, отбора дрожжевой суспензии и уровня культуральной жидкости поСоставитель Г. Богачева

Техред Л.Олейник Корректор A.0áðó÷àð

Редактор Н.Гунько

Заказ 6706/30

Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 уровня пены тока двигателя мешалки на вход селектора поступают два сигнала с выходов задатчиков 16 и 20 соответственно. В селекторе 17 осуществляется их сравнение и наименьший из сигналов повторяется на выходе блока 21. Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описан.иойу для первого или второго режимов работы селектора.

162 6 дачей воды, измерении уровня пены и тока двигателя мешалки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности- ферментатора по биомассе за счет повышения коэффициента заполнения, определяют величину рассогласования между текущим и заданным значениями уровня пены, величину рассогласования между текущим и заданным значениями

Фока двигателя мешалки, сравнивают между собой полученные и нормированные величины рассогласований, а регулирование уровня культуральной жидкости осуществляют с коррекцией по одной из них или с-коррекцией по наибольшей из них.