Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>721477

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 602541 (22) Заявлено 2509.78 (21) 2666005/28-13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150380 Бюллетень Р 10 (St)M. КЛ.2

С 12 В 1/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.15 (088.8) Дата опубликования описания 180380 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Лубенцов, Я.А, Ханукаев и А.В, Бабаянц

Грозненское научно-произ водственное объединение Промавтоматика (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при автоматическом управлении процессом выращивания микроорганизмов.

По основному авт. св. 9 6025 41 известен способ автоматического уп-, равления процессом выращивания микроорганизмов, предусматривающий изменение подачи хладагента, осуществляемый в зависимости от соотношения расходов воздуха, поступающего на аэрацию, и хладагента, причем это соотношение корректируют в зависимости бт температуры питательной среды в аппарате (1), Недостатком известного способа автоМатического управления процессом является невозможность регулиро- 2р вания температуры питательной среды в аппарате при ее охлаждении до заданного значения, соответствующего началу процесса выращивания микроорганизмов. 25

Целью изобретения является уменьшение времени ферментации и повышения производительности „ цель достигается тем, что определяют скорость изменения температуры 3р питательной среды в аппарате, сравнивают с заданным значением и при скорости изменения температуры питательной среды выше заданного значения изменение подачи хладоагента поддерживают на максимальном уровне, На чертеже представлена схема системы для осуществления предлагаемого способа.

Схема включает в себя аппарат 1, газоанализатор 2, датчики 3-6, служащие соответственно для измерения давления, расхода воздуха, подаваемого на аэрацию, и расхода хладагента, подаваемого в рубашку аппарата 1, и температуры в аппарате 1; регуляторы 7-10, предназначенные соответственно для стабилизации концентрации углекислого газа в отходящих иэ аппарата 1 газах, регулирования расхода воздуха на аэрацию, стабилизации давления и регулирования температуры; регулятор 11 соотношения расходов подаваемого на аэрацию воздуха и хладагента; блок 12 дифференцирования для измерения скорости изменения температуры питательной среды в аппарате 1; пороговый элемент 13, служащий для сравнения текущего значения скорости изменения

721477 температуры среды в аппарате 1 с заданным; блок 14 переключения, релейный элемент 15, предназ н аченный для осуществления подачи хл адагент а, ма ксимального по величине, исполнительные механизмы lб-18, установленные соответственно на линиях подачи воздуха, хладагента и отходящих газов °

Система работает следующим обраSOMe

В аппарат 1 подают питательную среду и одновременно для ее доохлаждения в рубашку аппарата 1 начинают подачу хладагента. Скорость изменения температуры питательной среды в аппарате 1 определяют блоком 12 дифференцирования и сравнивают с заданным значением на пороговом элементе

13, Сигнал, соответствующий результату сравнения, с выхода порогового элемента 13 поступает на блок 14 переключения, с помощью которого на исполнительный механизм 17 подключается либо управляющее воздействие регулятора 11 либо воздействие релейного элемента 15.

В начале процесса доохлаждения скорость изменения температуры питательной среды в аппарате 1 превышает заданное значение, установленное в пороговом элементе 13, При этом выходной сигнал эЛемента 13 постуПает на блок 14 переключения, который подключает воздействие на подачу хладагента от релейного элемента 15, причем величина этого воздействия соответствует полному открытию исполнительного механизма 17, что соответствует подаче хладагента в рубашку аппарата

1 максимального по величине.

По мере снижения температуры в аппарате 1, измеряемой датчиком б, происходит падение скорости изменения ее до заданной величины, В Момент равенства текущей скорости изменения температуры питательной среды, определяемой блоком дифференцирования 12, заданной величине происходит срабатывание порогового элемента 13, выходной сигнал которого поступает на блок 14 переключения,с помощью кбторого на подачу хладаген,та подключается воздействие регулятора 11, а воздействие релейного элемента 15 отключается. B этом случае воздействие с выхода регулятора

11 поступает на исполнительный механизМ 17, установленный на линии подачи хладагента, и с помощью его осуществляется пропорционально-интегральное изменение подачи хладагента по температуре питательной среды в аппарате 1, При этом сигнал от датчика б температуры поступает как в блок 12 дифференцирования,так и в регулятор 10, на выходе которого форьыруется регулирующее воздейст вие, поступающее в виде корекции

65 ра 9, воздействующего исполнительным механизмом 18 на сброс отходящих газов, Использование способа автомати— ческого управления процессом выращивания микроорганизмов позволит повыйа регулятор 11 соотношения. Поскольку в контуре управления по температуре на выходе регулятора 10 всегда. присутствует сигнал, то при подключении воздействия регулятора 11. на вход исполнительного механизма 17 в замкнутой системе осуществляется необходимое для данного момента времени пропорционально-интегральное изменение подачи хладагента в рубаш р ку аппарата.

Подобное регулирующее воздействие на конечной стадии процесса охлаждения питательной среды в аппарате 1 обеспечивает апериодический переходный процесс, заканчивающийся на стадии адаптации микроорганизмов с допустимой точностью заданного значения температуры.

По мере физиологического развития

2-О микроорганизмов повышается интенсивность дыхания, что приводит к увеличению тепловыделения и повышению концентрации углекислого газа и температуры среды в аппарате 1. Увеличение концентрации углекислого газа воспринимается газоанализатором 2 и вызывает возрастание сигнала на выходе регулятора 7, Этот сигнал в виде корректирующего воздействия поступает на регулятор 8, на выходе которого формируется регулирующее воздействие, направленное на увеличение подачи аэрирующего воздуха в аппарат

1 с помощью исполнительного механизма lб, При этом сигнал от датчика 4 расхода воздуха на аэрацию поступает в регулятор 11 соотношения, на выходе которого формируется сигнал результирующего воздействия, поступающий на исполнительный механизм 17, увеличивающий расход хладагента.

Величину соотношения потоков корректируют по температуре питатель. ной среды в аппарате 1 изменением подачи хладагента. В этом случае сигнал от регулятора 10 температуры в виде коррекции поступает на регулятор 11 соотношения, где формируется корректирующее воздействие на соотношение воздух-хладагент изменением подачи хладагента с помощью исполнительного механизма 17.

При понижении концентрации выделяющегося углекислого газа, характеризующего снижение скорости развития микроорганизмов, способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов осуществляется в обратном порядке, Стабилизация давления в аппарате

1 осуществляется с помощью регулято721477

Формула изобретения

Составитель Г ..Богачева

Редактор В, Трубченко Техред И.Асталош Корректор Г, Решет ни к

Заказ 84/23 Тираж 522 Подписное

11НИИПИ 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 сить производительность процесса эа счет сокращения времени ферментации ориентировочно на 2 ч, Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов по авт. св. 9 602541, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени ферментации и повышения тем саьым производитель,ности, определяют скорость изменения температуры питательной среды, сравнивают с заданным значением и при скорости .изменения температуры питательной среды выше заданного значения изменение подачи хладагента поддерживают на максимальном уровне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,Р 602541, кл. С 12 В l/08, 1976 °