Способ автоматического управления процессом брожения

/ И ОБ ТЕНИЯ А ВТОРО из фермен плотност лого газ оптическ ра и величину культуральной е величины рН кийа в ферме мальног нтере произво о значения ве 1 /0, определя зависимости: ят до максиичины соотно шениядующ ого из сле.Симути е осп интеза нии3,дельная икроорг корость роста измов;корость выдвого продук дельна СР981. еле 54)(57) СПОСОБ ТИЧЕС КОГО РОЖЕ НИЯ, закании величины ичаюцелью повыпродукта, изния углекисАВТОМАССОМулироо тчто,евоговыдел опорци СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДЛРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Федосеев К.Г. Физическвы и аппаратура микробногобиологически активных соедиМ.: Медицина, 1977, с. 221244-245.Авторское свидетельство840843, кл. С 05 0 27/00,УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦ лючающийся в ре рН в ферментере щ и й с я тем,шения выхода це,ЯО 12097 среды, а регулирован ления цта;скорость выделенияуглекислого газа;скорость изменениятической плотностикультуральной средвремя ферментацкоэффициенты прональности.Изобретение относится к бродиль" ной промышленности, а именно к производству спиртаиз крахмалистого сырья, и частично может быть использовано в производстве спирта иэ других видов сырья,Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта.Сущность способа заключается в следующем.Во время ферментации скорость выделения углекислого газа Ясо в ферментере дает суммарную информацию о скорости роста микроорганизмов 4 1 и о скорости синтеза целевого продукта и 1где , С - коэффициенты пропорциональности;Х - концентрация микроорганизмовСкорость роста микроорганизмовЦХ пропорциональна скорости изменения оптической плотности культуральнойсреды Чопакоп=Ч=с,рх,где Сэ - коэффициент пропорциональности.Иэ уравнений (1) и (2) получимИспользуя измеряемые величины со и "опсоотношение/р определяют по уравнению (3) и по нему осуществляют регулирование рН куньтуральной среду в ферментере таким образом, чтобы соотношение/р было максимальным. Обеспечение максимального соотношения 1 /ц тож- дественно максимальному соотношению со /Чоп . При этом при обеспечении максимального соотношения /р обеспечивается ведение процесса брожения на оптимальном уровне по величине рН культуральной среды, т.епитательный субстрат во время процесса брожения будет расходоваться так, чтобы он обеспечил наибольщую скорость выделения продукта с наименьшими затратами его для роста микроорганизмов. 1209713Система состоит из ферментера 1контура регулирования температурыброжения в ферментере, включающегодатчик 2 температуры брожения в 5 ферментере, связанный через регулятор 3 температуры брожения в ферментере с исполнительным механизмом 4,установленным на линии подачи .хлаждающей воды, контура регулирования 10 рН культуральной среды в ферментере, содержащего блок 5 измеренияоптической плотности культуральнойсреды, блок 6 усреднения измеренныхзначений оптической плотности куль туральной среды, блок 7 дифференцирования усредненного значения оптической плотности, блок 8 измеренияскорости выделения углекислогогаза в процессе микробиологического 20 синтеза, блок 9 определения соотношения, экстремальный регулятор 10рН культуральной среды в ферментере,который связан с исполнительным механизмом 11, установленным на линии 251 подачи буферного агента.Система работает следующимобразом.Сигнал от датчика 2 температурыброжения в ферментере 1 подается на 30регулятор 3 температуры брожения вферментере, который сравнивает заданное значение температуры броженияс текущим и формирует сигнал дляисполнительного механизма 4, измеЗ 5 няющего подачу охлаждающей воды вферментер. Оптическая плотностьизмеряется блоком 5 измерения оптической плотности культуральной средысигнал которого подается на блок 4 О осуществляющий усреднение значенияоптической плотности культуральнойсреды методом скользящего окна последующей зависимости:с - (о П);где (ОП); - значение оптической50 плотности культуральнойсреды в момент времени 1,И - число измерений.Усредненный сигнал из олока б55 подается на блок 7 дифференцирования,сигнал которого подается на блок 9определения соотношения, В то жевремя блоком 8 измерения скоростиСоставитель Г. Богачеведактор Н. Егорова Техред О.Неце ектор С. Черни каз 469/ Тираж 49 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб д."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лиа выделения углекислого газа изферментера, Сигналы из блоков7 и 8 соответственно подаются наблок 9 определения соотношения, гдеформируется сигнал, пропорциональныйсоотношению удельной скорости выделения целевого продукта этиловогоспирта) с удельной скоростью ростамикроорганизмов, который поступаетв экстремальный регулятор 10 рНкультуральной среды, формирующийсигнал для исполнительного механизма 209713 411, установленного на линии подачибуферного агента.Экспериментальное исследованиепредлагаемого способа в процессеспиртового брожения проводилось наферментационной установке ФУдля, дрожжей БассЬагошусез сегечдзаеи показало, что по сравнению с известным предлагаемый способ автомати ческого управления процессом брожения дает повышение выхода целевогопродукта (этилового спирта) на 1,67