Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>i> 700538

Союз Советских

Социалистических

Республик (.

У (51) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 10.08.78 (21) 25171)6/28-)3 с присоединением заявки Ж. 2586676/28-13 (23) Приоритет (51)М. Кд

С 12 В 1/08

Гвсударстввннь1й нвмнтет

СССР вв делам изобретений и втнрытнй (53) УДК 63.132. (088.8) Опубликовано 30.11,79. Бюллетень М44

Дата опубликования описания 05.12.79

В. Ф. Николаенко, А. И. Соколенко, А, П. Ладанюк и В. Г. Трегуб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Киевский технологический институт пищевой промышленности (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано-в процессе выращивания хлебопекарных дрожжей.

Известна система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, со5 держащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в ферментер, и установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм 11).

Недостатком известной системы является то, что она не обеспечивает надежного управления процессом биосинтеза, за счет чего снижается выход биомассы.

Цель изобретения — повысить выход биомассы микроорганизмов.

Потавленная цель достигается тем, что предлагаемая система снабжена датчиками кислорода и углекислого газа в уходящих газах) и вычислительным устройством лля определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества црожжей в аппарате, концентрации биомассы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода и углекислого ra. за в уходящих газах, и количества воздуха, поступающего в ферментер, а выход — с исполнительными механнзмамц, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха.

На чертеже показана блок-схема предлагаемой системы управления.

Система содержит контур стабилизации температуры в ферментере 1, состоящий из датчика 2 температуры, соединенного с регулятором .

3, выход которого связан с исполнительным механизмом 4, установленным на магистрали воды, подаваемой в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН дрожжевой мелассы, состоящий из датчика 6, соединенного c регулятором 7, к выходу которого подключены исполнительный механизм 8 на трубопроводе аммиачной воды и исполнительный механизм9 на трубопроводе серной кислоты; контур авто. матического пеногашения, состоящий из датчика 10, соединенного с регулятором 11, выход ,которого связан с клапаном 12 на трубопроводе олеиновой кислоты; контур регулирования подачи воздуха на аэрацию в зависимосш от

700538 тер. Z,i5

K iv

3 уровня кульгуральной жидкости в аппарате, состоящий из датчика 13 уровня, соединенного с регулятором 14, выход которого подключен к исполнительному механизму 15, установленному на воздухопроводе; контур программного управления подачей питательных солей, состоящий иэ дозаторов 16, соединенных с программным устройством 17. Кроме того, система содержит вычислительное устройство

18, вход которого связан с датчиком 19 количества воздуха, поступающего на аэрацию, а также с датчиками 20 и 21 количества кислорода и углекислого газа в уходящих газах, а выход соединен с исполнительным механизмом

22 на линии подачи субстрата и исполнительным !5 механизмом !5, установленным на линии подачи воздуха.

Система автоматического управления работает следуюшим образом.

Температура в ферментере 1 поддерживается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температуры, включающего датчик 2 температуры, подключенный на вход регулятора 3, который после сравнения текущего и заданного значений температур вырабатывает сиг- 5 нал регулирующего воздействия, управляющего механизмом 4 на магистрали воды, подаваемой в охладительную рубашку 5.

Изменение кислотности в ферментере 1 воспринимается датчиком 6 рН, включенным íà що вход регулятора 7, который н зависимости от отклонения рН н ту или иную сторону подает сигнал на исполнительный механизм 8 подачи аммиачной воды, либо на исполнительный механизм 9, подающий серную кислоту в фермен-З5

Уровень пены н ферментере контролируется датчиком 10, сигнал от которого поступает на регулятор !1, наздействугоший на клапан 12, 4о установленный на трубопроводе опеиновой кислоты.

Уровень культуральнай жидкости в ферментере контролируется датчиком 13, сигнал от которого поступает на регулятор 14, воздействующий на исполнительный механизм 15. управляющий подачей воздуха на аэрацию.

Растворы питательных солей в дрожжерастипьный аппарат подаются посредством доэатаров

16, работой которых управляет программное устройство 17.

Помимо этого, система снабжена датчиками

20 и 21 содержания кислорода и углекислого газа на выходе из аппарата и нычиспительным

55 устройством 18, которое управляет процессом дрожже ращения.

При этом в нь1чисиигельном устройствс реализуются слелуюшие операции.

П!юизводится непрерывное определение абсолютного прироста дрожжей.

У,=(О,О„) =К,Р, где Ь02 — разница содержания кислорода в воздухе, поступающем на аэрацию, и уходящих газах (с целью упрощения схемы система снабжена одним датчиком кислорода и одним датчиком углекислого газа; содержание кислорода и углекислого газа в воздухе проверяется перед процессом дрожжерашения и вводится в вычислительное устройство);

0 — количество воздуха, поступаюшего

»а аэрацию;

P, — абсолютный прирост дрожжей;

К, — коэффициент.

Непрерывно определяется общее количество дрожжей в ферментере

Pi + Ptr — — Р2 где Рн — количество за сенных дрожжей; — общее количество дрожжей в аппарате

Непрерывно вычисляется концентрация дрожжей н ферментере 2

HB где S — сечение ферментера;

Н вЂ” уровень биомассы н ферментере;

N — концентрация дрожжей.

Определяется активность дрожжей От с в

HS где ЬСОт — разница содержания углекислого газа н воздухе, поступающем на аэрацию, п ухаляцгих газах; а — активность дрс>жжей.

Непрерывно определяется необходимое количество мелассы.

M = (Рз с)

Коррекция подачи мелассы осуществляется в связи с вычислением соотношения где М вЂ” расход мелассы;

К2 — коэффициент, учи гынаюший количество сахара в мелиссе. вводится в вы числителы.ое устройство из основании лабораторных анализов перед началом процесса.

Если величина !! падает ниже заданного значения, то для исключения ttoicph мелассы на спиртовое брожение нычисли|ельиое усцюйсгва воздействует на исполнительный механизм !5, увеличивая каличествс воздуха. иоступаницего на аэрацию и на исаа:tt»trntt»ttin мсханиэм "0. уменьшая подачу мелассы.

Применение ttperr.tat;tt.мс и си смь в дрожжевой ttpoMr lttUIt .HHoottr и< ж ди и илиг ирсизя ь

Формула изобретения

Составитель Г. Богачева

Редактор М. дмитриева Техред H.Áàáóðêà Корректор Н. Стец

Заказ 7335/21 Тираж 526 Подписное

ЦНИИ11И Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

Филиал 1!ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 700538 процесс дрежжеращения, увеличить выход дрожжей.

Как показали лабораторные испытания, выход дрожжей при применении предлагаемой системы повысился на 11% по сравнению с системой, где подача мелассы велась по жесткой программе, и на 6% по сравнению с системой, где подача мелассы велась в зависимости от дыхательного коэффициента. !

Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предпочтительно хлебопекарных дрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в ферб мертср, и установленный на линии подачи суб. страта исполнительный механизм, о т л и ч а юша я с я тем, что, с целью повышения выхода биомассы микроорганизмов, она снабжена датчиками кислорода и углекислого газа в уходящих газах и вычислительным устройством для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в а»арарате, концентрации биомассы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и количества воздуха, поступающего в ферментер, а выход.— с исполнительными механизмами, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР Р 4I2241, кл. С 12 В 1/08, 197!.