Система автоматического управления процессом культивирования дрожжей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) И 1) 22124 151) 4 С 12 3/00 НИЕ ИЗ НИЯ ЕЛЬСТВ(4 (7 ск ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ С 3663449/28-1318.11.8330.03.86, Бюл. В 12Центральное проектно-конструкое бюро Министерства пищевойенности КазССР и Алма-АтинскийДжамбулского технологического т та легкой и п евой п омышпромышлфилиалинстй у нщ Р ленности(56) Авторское свидетельство СССР В 765347, кл, С 12 М 1/36, 1978. (54)(57) 1. СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ, содержащая контуры для регулирования подачи воздуха, питательной среды, охлаждающей воды, рН дрожжевой суспенэии, температуры питающей среды и воздуха, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности управления и оптимизации процесса культивирования дрожжей, контур регулирования подачи питательной среды снабжен блоком вычитания, устройством согласования, датчиками температуры, установленными соответственно на линиях подачи и отвода охлаждающей воды, датчиком температуры окружающей среды, датчиком расхода охлаждающей воды и задатчиком выхода биомассы, при этом датчики связаны через блок вычитания и устройство согласования с исполнительными механизмами подачи питательной среды.2. Система по п. 1 о т л и ч аУР ю щ а я с я тем, что она снабжена Щ контуром регулирования уровня в ферментере, состоящим из датчика и задатчика уровня, преобразователя, (" связанных через регулирующие устройства с исполнительными механизмами,Ъю установленными на линиях подачи пеногасителя и воды, поступающей в ферментер.1Изобретение относится к системамавтоматического управления процессомкультивирования микроорганизмов иможет использоваться, например, припроизводстве дрожжей, в частностихлебопекарных.Целью изобретения является повышение точности управления и оптимизации процесса культивирования дрожжей,На чертеже представлена структурная схема системы автоматическогоуправления процессом культивированиядрожжей.Система содержит контуры регулирования: температуры питающей средыв ферментере, температуры подаваемой в ферментер воды, уровня в ферментере, пеногашения, подачи воздуха,рН дрожжевой суспензии и подачи питательной среды.Контур регулирования температурыв ферментере состоит из регулятора 1прямого действия, датчика 2 температуры, регулятора 3 и исполнительногомеханизма 4.Контур регулирования температурыподаваемой в ферментер воды включаетдатчик 5 температуры, регулятор 6 иисполнительный механизм 7.Контур регулирования уровня вферментере содержит манометрическийдатчик 8 уровня, преобразователь 9,задатчик 10 уровня, регулирующееустройство 11 и исполнительный механизм 12.Контур регулирования пеногашениясостоит из датчика 13 пеногашения,регулирующего устройства 14, связанного с преобразователем 9, исполнительного механизма 15 и клапана 16. Контур регулирования подачи воздуха содержит датчик 17 насыщения кислородом, преобразователь 18, задатчик 19, регулятор 20 и исполнительный механизм 21.Контур регулирования рН включает датчик 22 рН, преобразователь 23, задатчик 24, регулятор 25 с импульсной системой подачи сигнала и клапаны 16 и 27.Контур регулирования подачи питательной среды состоит из датчиков 28 и 29 температуры охлаждающей воды на входе и выходе и датчика 30 температуры окружающей среды, блока 3 1 вычитания, датчика 32 расхода охлаждающей воды, задатчика 33 выхода 221244 3биомассы, устройства 34 согласования.,датчика 35 расхода питания, регу -лирующего устройства 36 и исполнительного механизма 37. Подача солейопределяется эадатчиками 38-40и осуществляется исполнительнымимеханизмами 41-43Система работает следующим образом.10 При температуре, номинальной дляферментативного процесса, осуществляется набор и подача всех компонентов в ферментер и начинается процессвыращивания микроорганизмов, сопро вождающийся тепловыделением и повышением температуры в ферментереПриотклонении температуры от заданнойсрабатывает контур регулированиятемпературы в ферментере, в зависи мости от этого в последующем осуществляется регулирование подачипитания по следующей схеме.Регулятор 1 прямого действияподдерживает в системе постоянное 25 давление, что устраняет возможностьложноговозмущения. Сигнал с датчика2 температуры поступает на регулятор3 и затем на исполнительный механизм4.Датчик 32 расхода охлаждающей водыфиксирует полученное значение и подает сигнал на устройство 34 согласования, куда поступает также и сигнал .с блока 3 вычитания, в котором производится вычитание показаний значений датчика 29 температуры охлаждающей воды на выходе, датчика 28 температуры воды на входе и датчика 30температуры окружающей среды. Наустройство 34 согласования поступает,сигнал с задатчика 33 выхода бйомассы. С устройства 34 согласованиясигнал поступает на регулирующееустройство 36 и с него на исполнительный механизм 37. При появлении рассогласования со стороны устройства 34 согласования исполнительный механизм 37 осуществляет подачу питания в ферментер. Расход питательной среды (мелассы) регулируется в прямой пропорциональной зависимости от тепла, выделенного микроорганизмами, или тепла, отобранного охлаждающей водой с учетом сигнала, поступающего с датчика 35 расхода питания и сигнала обратной связи с исполнительного механизма 37.Регулирующее устройство 11 в ферментере в зависимости от состояния1221 задатчика 10 уровня и истинного уровня, определяемого манометрическим . датчиком 8 уровня и преобразователем 9, подает сигнал на исполнительный механизм 12. Вода на подпитку поступает через контур регулирования температуры воды, состоящий из датчика 5 температуры, регулятора 6 и исполнительного механизма 7. Одновременно поступает сигнал с преобразователя 9 на регулирующее устройство 14 и исполнительный механизм 15 опускания или поднимания датчика 13 пеногашения. При прикосновении пены к датчику 13 поступает сигнал на клапан 16, который включается на несколько секунд. Датчик пеногашения находится всегда на 1,2- 1,5 м выше истинного уровня в ферментере.Регулирование подачи воздуха осуществляется сравнением сигналов с датчика 17, преобразователя 18 и задатчика 19, если имеется рассогласование, сигнал с регулятора 20 поступает на исполнительный механизм 21, который автоматически регулирует ,подачу воздуха в ферментер.Регулирование рН дрожжевой суспензии осуществляется также сравне 102025 244 4нием сигналов с датчика 22, преобразователя 23.и задатчика 24, в случае рассогласования сигнал в зависимости от результата сравнения с регулятора 25 поступает на клапан 26 или 27 и в ферментер импульсно, куда с определенным промежутком, поступает серная кислота или аммиачная вода.Соли задаются согласно программе в зависимости от подачи воздуха и .сигналов эадатчиков 38-40 на исполнительные механизмы 41-43. Предлагаемая система несложна по конструкции и может быть осуществлена с помощью. средств автоматизации. Использование системы позволяет увеличить выход дрожжей за счет экономного расходования сырья, так как исключается спиртовое брожение, а питание осуществляется по ферментативному процессу, т.е. по тепло- выделению микроорганизмов. При использовании системы сокращается расход олеиновой кислоты, повышается выход дрожжей, сокращается расход питьевой воды из городской водопроводной сети за счет вторичного использования воды.