Система автоматического управленияпроцессом выращивания микроорганизмов

Система автоматического управленияпроцессом выращивания микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснмк

Социапмстмческмк

Респубпни

* . 2

{6I ) Дополнительное к авт. свна-ву - Р 661003

{22) Заявлено 17. 09. 79 {21) 2821322/28-.13 (53)М. Кл.

G 05 0 27/00 с присоединением заявки И(Государственный комитет

СССР

{28)Приоритетпо делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень %23 (53) УДК 663 ° 132 (088.8) Дата опубликования описания 25.06, 81

В.Ф.Николаенко, Б.П.Шубенко, В.Г.Федоров, А.П.Ладанюк, В.Г.Трегуб и С.Ф.Николаенко

{72) Авторы изобретения

Киевский технологический институт пищевой

{7!) Заявитель (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

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

По основному авт.св. 1р 661003 известна система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, содержащая контур стабилизации температуры, включающий линию подачи охлаждающей воды, контур ста10 билизации рН биомассы, контур регулирования подачи питательных солей, воды и воздуха на аэрацию, установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм подачи субстрата, датчик мощности теплового потока, помещенный в ферментер, датчики температуры воздуха, поступающего на аэрацию, температуры охлактдающей воды на входе и выходе линии подачи охлаждающей воды и вычислительное устройство, вход которого соединен с датчиком плотности теплового потока, датчиками температуры воздуха и температуры охлаждающей воды, а выход — с исполнительным механизмом подачи субстрата (Ij .

Недостатком системы является то, что в ней на датчик плотности теплового потока влияют внешние тепловые потоки, за счет чего уменьшается точность управления. . Цель изобретения — повышение выхо; да продукта эа счет оптимального веI дения процесса.

Указанная цель достигается тем, что система снабжена помещенной в ферментер вертикальной трубой для обеспечения компенсации внешних тепловых потоков на датчик теплового потока, в нижней части которой имеется конический расширитель, а в верхней ее части установлен клапан, при . этом последний соединен с вычислительным устройством и датчик плотности теплового потока расположен на наружной поверхности. вертикальной трубы.

3 8408

На чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы.

Система содержит контур стабилизации температуры вферментере 1, состояй1ий из датчика 2 температурй, регулятора 3, исполнительного механизма 4, установленного на линии подачи воды, подаваемой в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН дрожжевой массы, состоящий из дат.— t0 чика 6, регулятора 7, исполнительного механизма 8 на трубопроводе аммиачной воды и исполнительного механизма 9 на трубопроводе серной кислоты, контур автоматического неногашения, 15 состоящий из датчика 10, регулятора

11 и клапана 12 на трубопроводе олеиновой кислоты контур подачи воздухй на аэрацию в зависимости от уровня в аппарате, состоящий из датчика 13 уров 20 ня, регулятора 14, исполнительного механизма 15 на воздуховоде, контур регулирования подачи питательных солей, состоящий из дозаторов 16, программного устройства 17. Система также 25 содержит датчики 18 температуры, установленные на воэдуховоде 19 и 20, смонтированные на входе и выходе охлаждающей рубашки и соединенные со входом вычислительного устройства 21. Выход последнего соединен с исполнительным механизмом 15, установленным на воздуховоде и с исполнительным механизмом 22, смонтированным на трубопроводеподачи мелассы.Кроме того, система снабжена помещенной в ферментер вер тикальной трубой 23. Труба 13 открыта внизу и имеет конический расширитель "24, в верхней части этой трубы

23 установлен клапан 25, соединенный 4О с вычислительным устройством 21. На наружной поверхности вертикальной трубы 23 установлен датчик 26 плотности теплового потока, который также соединен со входом вычислительного устройства.

Система работает следующим образом

Температура в ферментере 1 поддерживается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температу- 5О ры, включающего . датчик 2 температуры,подключенный на вход регулятора 3, который после сравнения текущего и за данного значения температур вырабатывает сигнал регулирующего воздействия, управляющего исполнительным механизмом 4 на линии подачи воды, подаваемой в охлацительную рубашку 5.

44 4

Изменение кислотности в ферментере 1 воспринимается датчиком 6, включенным на вход регулятора 7, который в зависимости от отклонения рН в ту или иную сторону подает сигнал на исполнительный механизм 8 подачи аммиачной воды, либо на исполнительный механизм 9, подающий серную кислоту в дрожжерастильный аппарат. Уровень пены в аппарате контролируется датчиком 10, сигнал которого поступает на регулятор 11, воздействующий на клапан 12, установленный на трубопроводе олеиновой кислоты. Уровень культуральной среды в аппарате контролируется датчиком 13, сигнал с которого поступает на регулятор 14, который воздействует на исполнительный механизм 15, управляющий подачей воздухана аэрацию. Растворы питательных солей в ферментер подаются посредством дозаторов 16, работой которых управляет программное устройство 17 °

Кромеэтого, система содержит трубу 23, помещаемую вертикально внутрь ферментера. В исходном положении клапан 25, расположенный в верхней части трубы

23, закрыт и аэрационный воздух вытесняет культуральную жидкость из трубы. По команде вычислительного устройства 21 клапан 25 открывается и культуральная жидкость заполняет трубу 23. При этом жидкость внутри трубы 23 подвержена тем же тепловым влиянием, что и жидкость внутри дрожжерастительного аппарата.Так как в нижней части трубы 23 установлен конический расширитель 24, то степень аэрации культуральной жидкости внутри трубы

23 выше, т.е. культуральная среда находится в более оптимальных условиях, Датчик 26 плотности теплового потока, установленный на наружной поверхности вертикальной трубы 23, измеряет тепло- вой поток от срелы внутри трубы к среде в ферментере или разность между тепловыделениями в трубе и ферментере.

При оптимальном проведении процесса дрожжеращевия тепловой поток, измеряемый датчиком 26, стремится к нулю, т.е. удельное тепловыделение в трубе

23 равно удельному тепловыделению в ферментере. Прн нарушении процесса дрожжеращения часть субстрата (мелассы) расходуется на спиртообразование и удельное тепловыделение в ферментере уменьшается, т.е. тепловой поток, измеряемый датчиком 26, увеличиваетФормула изобретения

Ам а

ВНИИПИ Заказ 4763/69 Фираж 940 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 84084 ся. Сигнал датчика 26 поступает на вход вычислительного устройства 21, которое воздействует на исполнительный механизм 22, управляющий подачей cy5--страта (мелассы} и на исполниюейьный механизм 15, установлеиышй на воздухо-. воде, корректируя при этом подачувоэдуха в соответствии с требованиями рационального процесса дрожжеращения.

Так как со временем состав куль-. туральной жидкости изменяется в трубе 23 по сравнению с остальным составом культуральной жидкости в ферментере, то вычислительное устройст1 во 21 дает команду,на закрытие кла пана 25.. При этом культуральная жидкость вытесняется из трубы 23 при помощи аэрационного воздуха. Далее в работе системы цикл повторяется.

Применение предлагаемой системы в щ дрожжевой промышленности позволяет увеличить. точность управления процессом путем компенсации влияния внешних тепловых потоков на датчик теплового потока, что в конечном итоге 25 приводит к увеличению выхода дрожжей, Кроме того, предлагаемая система работает стабильно при наличии внешних

4 6 возмущающих потоков тепла. Суммарный выход дрожжей увеличивается в конечном итоге на 6Х что дает значительный экономический эффект.

Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов по авт.св. В 661003, о т л и ч аю щ а я с я тем, что с целью повышения выхода готового продукта, она снабжена пЬмещенной в ферментер Вертикальной трубой для обеспечения компенсаций внешних тепловых потоков на датчик теплового потока, в нижней час-, ти которой имеется конический расширитель, а в верхней ее части установлен клапан, при этом последний соединен с вычислительным устройством и датчик плотности теплового потока расположен на наружной поверхности вертикальной трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 66!003, кл. С 12 В 1/08,1977