Система автоматического управления периодическим процессом культивирования микроорганизмов

(54) (57) СИСТЕМА ПРАВЛЕНИЯ ПЕРИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ держащая датчик агента, расхода 11 контуры регул ц РН среды, вкл АВТОМАТИЧДИЧЕСКИММИКРООР ГАрасходавоздуха нирования тчающие со ЕСКОГОРОЦЕССОМсоитрующего аэрацию мпературы тветстОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(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) Яапй 1 с 1 з 1. апй 1 еч 1 яаиз 1 саз Р, Ор 1 шага 1 оп ой ВагсЬ Гегшепгаг.оп ргосе 1 зея Ьу ягарЬ 1 са 1 щесйой. В 1 осесЬпо 1 оЕу апй В 1 оеп 81 пеег 1 пд, 1983, чо 1. ХХЧ, р.р. 985-990.Авторское свидетельство СССР 9 308060, кл. С 12 Я 3/00, 1969. венно датчик измеряемого параметра,регулятор и исполнительный механизм,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения выхода биомассы, онаснабжена датчиком концентрации кислорода в выходящих газах, блокомопределения расхода использованногокислорода, блоком определения экономического коэффициента и экстремальным регулятором, при этом входыблока определения экономического коэффициента соединены с датчикомрасхода титрующего агента и блокомопределения расхода использованногокислорода, входы последнего соединены с датчиком расхода воздуха нааэрацию и с датчиком концентрациикислорода в выходящих газах, а выход блока определения экономического коэффициента соединен через экстремальный регулятор с задающим входом регулятора контура регулирования температуры.11Изобретение 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 определениярасхода использованного кислорода, выход которого подключен к блоку 13 определения экономического коэффициента, соединенного также с датчиком 9 расхода титрукяцего 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(С - С ) где Я - расход использованногоОгкислорода,0 о - Расход воздуха на аэра 1С 0 ь - концентРациЯ кислоРоДаг ьодв воздухе (величина постоянная);С - концентрация кислородаогв выходящих газах. 25 30 35 Сигналы датчика 9 расхода титрующего агента и блока 12 определениярасхода использованного кислородапоступают на блок 13 определения 40 экономического коэффициента, определяемого по формуле У=К -ог45 где У - экономический коэффициент,11 - расход использованного азоЪта,О - расход использованного кис 0лорода;50 К - коэффициент пропорциональностиИз блока 13 сигнал, отражающийтекущее значение экономическогокоэффициента, поступает на входэкстремального регулятора 14. Экстремальный регулятор на основе поступившей информации вырабатываетдискретно-постоянный управляющий титрующего агента и поддерживающего,таким образом, РН среды на заданномзначении. Сигнал датчика 5 температуры поступает на переменный вхоп ре гулятора 6 температуры, на задающийвход последнего поступает сигнал отэкстремального регулятора 14. Регулятор 6 температуры сравнивает этисигналы и вырабатывает управляющий 10 сигнал для исполнительных механизмов7 и 8, изменяющих расходы соответственно охлаждающего и подогревающегоагентов и изменяющих температуру среды до значения, соответствующегозаданному экстремальным регулятором 14. В то же время сигналы датчика 10 расхода воздуха на аэрацию идатчика 11 концентрации кислорода ввыходящих газах поступают на блок12 определения расхода использованного кислорода, В блоке 12 расходиспользованного кислорода определяетсяпо формуле1193171 Мннцс Составитель Г,БогачевРедактор Н.Яцола Техрец О.Ващишина рректор С.Шекмар 52,4нногенийушск одписн 7ВНИИПИ по д Мос Заказ 723 омитета СССРоткрытийнаб., д. 4/5 Государств елам изобре а, Ж, Р 130 4 Проек Филиал ППП "Патен, Ужгород,сигнал, служащий заданием регулято-ру 6 температуры, таким образом,чтобы изменение температуры приводило к поддержанию экстремального значения экономического коэффициента: 5если предыдущая коррекция управляющего сигнала на выходе экстремальногорегулятора привела к увеличениюсигнала на его входе, последующаякоррекция уровня управляющего сигнала экстремальным регулятором осуществляется в том же направлении, что и предыдущаяи наоборот.Результаты экспериментальных исследований предлагаемой системы при управлении периодическим процессом выращивания культуры СапдИа их 1 з показали ее работоспособность и эффективность. В результате управления температурой при помощи данной системы получено увеличение биомассы на 3,5-4.