Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4878 А 19) Н 1) 151) 4 С 12 0 605 Р РЕТЕНИЯ АНИЕ И К го научнония "Кисоляхмассы этом,СУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 30.11.85. Бюл. М 44 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт кибернетики с вычислительным центром Узбекско производственного объедине бернетика" АН УЗССР(56) Авторское свидетельство У 1062262, кл. С 12 Я 3/00, 1981, (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ, предусматривающий регулирование подачи воздуха с учетом расхода аммиачной воды и питательного субстрата, подачи питательных солей, минеральных солей, теплоносителя и аммиачной воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью увеличения производительности, измеряют содержание редуцирующих веществ в питательном растворе и дрожжевои суспензии,РО в отходящей бражке и минеральных солях и концентрации биомассы,вычисляют разность содержания редуцирующих веществ в питательном растворе и минеральных солях и Р 10 вотходящей бражке и минеральныхи соотношение концентрации биои РО в отходящей бражке, прирегулирование подачи питательногораствора осуществляют в зависимости от концентрации биомассы, регулирование подачи минеральных солейосуществляют в зависимости от соотношения концентрации биомассы и РОв отходящей бражке, а регулированиеподачи аммиачной воды осуществляютс коррекцией по разности РО в минеральных солях и в отходящей бражке, подачу воздуха осуществляют скоррекцией по расходу минеральныхсолей и регулирование подачи питательного раствора и аммиачной водыосуществляют с коррекцией по разности содержания редуцирующих веществв отходящей бражке и минеральных солях.1 . 11Изобретение относится к микробиологической и пищевой промышленности,конкретно к процессам непрерывноговыращивания микроорганизмов.Цель изобретения - увеличение про.изводительности,На чертеже представлена структур"ная схема системы автоматического.управления процессом непрерывногокультивирования микроорганизмов, реализующая предлагаемый способ,Система содержит ферментер 1,флотатор 2, регулятор 3 стабилизации соотношения концентрации биомассы РО в отходящей бражке, регуляторы 4-7 концентрации биомассы, величины рН в ферментере, расхода воздуха в ферментер и температуры вферментере, соответствующие этим регуляторам йсполнительные механизмы8-12, датчики 13-16 расхода питатель.ного раствора, минеральных солей,аммиачной воды и воздуха, датчики17-23 редуцирующих веществ в питательном растворе и в дрожжевой суспензии, содержания Р 05 в минеральных солях, содержание Р О 5 в отходящей бражке, концентрации биомассы,величины рН в ферментере и температуры вферментере, сумматоры 24-26,В системе автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов выходы датчиков 21 и 20 через регулятор 3 соотношения соединены с исполнительным механизмом 9 изменения подачи минеральных солей. Выходы датчиков 17 и 18 редуцирующих веществ в питательном растворе и в дрожжевой суспензии через сумматор 25 соединены с регулятором 4 концентрации биомассы, выход которого соединен с исполнительным механизмом 8 изменения подачи питательного раствора, Датчик 22 рН соединен с регулятором 5, вы,ход которого соединен с исполнительным механизмом 10 изменения подачи аммиачной воды. Выходы датчиков 19 и 20 содержания р О в минеральных солях и в отходящей бражке через сумматор 24 соединены с блоком задания регулятора 5. Выход датчика 16 расхода воздуха соединен с регулятором 6, выход которого соединен с исполнительным механизмом 11 изменения подачи воздуха в ферментер,Датчики 13-15 расхода питательного раствора минеральных солей и1015 20 25 3035 4045 50 55 ния подачи теплоносителя.Способ осуществляют следующим образом.Регулятор 4 поддерживает требуемую концентрацию биомассы на выходе ферментера, которую изменяют датчиком 21 путем изменения подачи питательного раствора исполнительным механизмом 8, По мере того, как усиливается поглощение радиоактивных веществ (РВ), увеличивается разность сигналов между датчиком 17 и 18 всумматоре 25, которая подается на коррекцию задания регулятора 4, т.е. на увеличение требуемой концентрации биомассы, это в свою очередь вызывает увеличение подачи питательного раствора и т,д, Если по какой- либо причине уменьшится поглощение РВ, то уменьшится разность сигнала в сумматоре 25, уменьшится задание на поддержание концентрации биомассы и соответственно уменьшится подача питательного раствора. Таким образом, этот контур позволяет оптимально регулировать расход питательного раствора,Регулятор 3 стабилизации соотношения поддерживает найденное оптимальное соотношение между концентрацией биомассы, измеряемой датчиком 21, и остатками РО 5 в отходящей,. бражке, измеряемой датчиком 20, путем изменения подачи минеральных солей, т. е. чем больше будет концентрация биомассы, тем больше следует подавать минеральных солей для ускорения роста микроорганизмов. В то же время в зависимости от поглощения микроорганизмами РВ, изменяется требуемое соотношение между концентрацией биомассы и остатками РОв отходящей бражке, В связи с этим в блок задания регулятора 3 подается корректирующий сигнал от сумматора 25, где вырабатывается разность значений РВ в питательном растворе и дрожжевой суспензии, Этот контур позволяет обеспечить микроорганизмы необходимым количеством та кой основной соли, как Р 05,и соответственно другими солями, находящи 94878 1аммиачной воды соединены с суммато-.ром 26, выход которого подключен к блоку задания регулятора 6. Датчик 23 температуры соединен с регулятором 7, выход которого связан с исполнительным механизмом 12 измене/30 Тираж 524НИИПИ Государственного копо делам изобретений и3035, Москва, Ж, Раушс Заказ 73 ткрытииая наб., д, 4 ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 или мися в подаваемых минеральных соляхв требуемых соотношениях,Регулятором 5 поддерживается Необходимая величина рН в ферментере.путем измерения рН датчиком 22 ивоздействием на исполнительный меха-низм 10 изменения подачи аммиачнойводы. По мере того, как изменяетсярежим поглощения микроорганизмами ми.неральных солей в ферментере, необхо.димо своевременно изменять кислотность среды в ферментере. Поэтому вблок задания регулятора 5 подаюткорректирующий сигнал от разностиР 2 О в минеральных солях и в отходящей бражке. Этот сигнал подают отсумматора 24,Данный контур позволяет находитьнеобходимую величину рН среды в зависимости от поглощения солей микроорганизмами и соответственно эффективно расходовать аммиачную воду.Регулирование режима поглощениякислорода воздуха осуществляют ре-гулятором 6, Сигнал от датчика 16расхода воздуха подают в регулятор 6и далее на исполнительный механизм11 изменения подачи воздуха. По мере того, как изменяются расходы входных компонентов в ферментер 1 необходимокорректировать расход воздухав ферментер, Для этого в блок задания регулятора 6 подают корректирую 194878 4щий сигнал от сумматора 26, куда поступают сигналы от датчиксв 13-15 расхода питательного субстрата, минеральных солей и аммиачной воды.В этом контуре по мере увеличениявеличины расходов, регулятором 6 увеличивают расход воздуха на аэрацию инаоборот. Этот контур позволяет в р,достаточном количестве обеспечивать,микроорганизмы кислородом воздуха.Поддержание требуемого ч емпературного режима в ферментере осуществляют регулятором 7. От датчика 23 температуры сигнал подают в регулятор 7и далее сигнал отклонения поступаетна исполнительный механизм 12, который изменяет подачу теплоносителя. Использование данной системы автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов позволяет интенсифицировать процесс за счет своевременной корректировки режимов поглощения РВ, питательных веществ, минеральных солей, кислорода воздуха и поддержания требуемой кислотности в среде, Точное регулирование режимов роста микроорганизмов в ферментерепозволяет оптимально расходовать питательный раствор, аммиачную вод, минеральные соли, воздух на аэрацию и повысить производительность ферментера на 37.