Система автоматического управления процессом выращивания аэробных микроорганизмов в аппарате

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИстИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 1 И) 00 51)4 С 121НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЧЕСКО АНИЯ АТЕ УПРАВЛ РОБНЫХ химико-т ехнол о.З.Дзержинс ся микро. Изобение сти ели т п ени автоссом вы"сте я про кроор низ мо ьство СССР /00, 19814 ире ппар ат ляторблок ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СИСТЕМА АВТОМАТИНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВМИКРООРГАНИЗМОВ В АППАР(57) Изобретение относибиологической про)эпплеретение направлено навыхода продукта за счеточности управления, Сматического управлениращивания азробных мивключает измерительрасхода воздуха в а1454856 еык 02 ел, 1 ек задержки, к входу которого подключенизмеритель 4, пневматический блок 7задержки, состоящий из последователь"но соединенных дросселя 13 и емкости14, датчик 8 разности концентрацийкиолорода во входящем воздухе и отра"ботанных,газах, соединений однимиз входов с выходом блока 7 задержки,а другим входом - с трубопроводом отработанных газов, блок 9 определения количества потребляемого кислорода, одиниз входов которого соединен с выходом блока 7 задержки, а другой вход 1Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для ав" томатического управления аэробными процессами фермент ации..5Цель изобретения - увеличение выхода продукта,На чертеже представлена функциональ.1 ная схема системы автоматического 10 управления процессом выращивания азроб" ных микроорганизмов.Система содержит аппарат 1, в котором осуществляется выращивание мик" роорганизмов, имеющий трубопровод 15 2 подачи воздуха в аппарат и трубопровод 3 отвода отработанных газов, измеритель 4 и регулятор 5 расхода воздуха в аппарат, блок б задержки, узел измерения разности концентраций 20 кислорода во входящем воздухе и отработанных газах, состоящий иэ пневматического блока 7 задержки и датчика 8 разности концентраций, блок25 9 определения количества потребляемого кислорода, блок 10 дифференцирования, корректирующий регулятор 11 и исполнительное устройство 12, уста" новленное на линии подачи воздуха в аппарат, Пневматический блок 7 за 30 держки представляет собой пневматическую КС-цепочку, состоящую из последовательно соединенных дросселя 13 и емкости 14.Выход корректирующего регулятора 35 11 соединен с входом "Задание" регулятора 5 расхода воздуха, г. входом "Переменная" которого соединен выход блока 6 задержки. с датчиком 8 разности концентрацийкислорода, выход блока 9 определенияколичества потребляемого кислородаподключен к входу блока дифференцирования 10, корректирующий регулятор11, вход которого соединен с выходомблока дифференцирования 10, а выход -с регулятором 5 расхода воздуха, исполнительное устройство 12, вход которого соединен с выходом регулятора5 расхода воздуха, а выход подключенк трубопроводу подачи воздуха в аппарат 1. 1 ил. 2Предлагаемая система может быть реализована на стандартных, элементах и устройствах.Система работает следующим обраэомеВоздух, подаваемый на вход аппара. та 1, по импульсному трубопроводу по" дается на вход пневматического блока 7 задержки, в котором задерживается на время, соответствующее времени запаздывания изменения состава отработанных газов на выходе аппарата по отношению к изменению состава воздуха на входе. Из блока 7 воздух поступает для анализа на один из входов датчика 8 р аз ности конц ентр аций и омывает один из его электродов. Отработанный газ с выхода аппарата, подаваемый по импульсному трубопроводу на другой вход датчика 8, омывает другой электрод электрохимической ячейки датчика. Датчик 8 выр аб атыв ает сигнал, пропорциональный разности концентраций кислорода во входящем воздухе и отработанных газах, который подается на один из входов блока 9 определения количества потребляемого кислорода. На второй вход последнего подается сигнал через блок б задержки с выхода измерителя 4 расхода воздуха, сигнал которого пропорционален значению расхода воздуха на аппарат и соответствующему составу отработанных газов ня выходе из аппарата в данныи момент времени. На выходе блока 9 вырабатывается сигнал в соответствии с з аксиом4856 510 15 Система автоматического управления процессом выращивания аэробных микроорганизмов в аппарате, имеющем трубопроводы подачи воздуха в аппарат и отвода отработанных газов, содержащая измеритель и регулятор расхода воздуха на аэрации, узел измерения разности концентраций компонента во входящем воздухе и отработанных газах, блок дифференцирования и корректирующий регулятор о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода продукта за счет повыщения точности управления, она снабжена блоком определения количества потребляемого кислорода и блоком задержки, при этом вход последнего соединен с выходом измерителя расхода воздуха, а выход подключен к входу "Переменная" регулятора расхода и к одному иэ входов блока определения количества потребляемого кислорода, выход ко" торого связан с входом блока дифференцирования, при этом узел измерения разности концентраций компонента во входящем воздухе и отработанных газах состоит иэ пневматического блока задержки и датчика разности концентраций, причем вход пневматического блока задержки соединен с трубопроводом подачи воздуха в аппарат, а выход - с одним иэ входов датчика разности концентраций, другой вход которого соединен с трубопроводом отработанных газов, а выход датчика разности концентраций подключен к другому входу блока определения количества потребляемого кислорода.,= 1 Ц (С - С),20 Этот сигнал подается на вход блока 10 дифференцирования, с выхода которого сигнал, соответствующий скорости измерения количества пот" ребляемого кислорода, поступает на вход корректирующего регулятора 11, Если количество потребляемого кислорода постоянно, скорость его изменения равна нулю, на выходе коррек 30 тирующего регулятора 11 сигнал не изменяется, если же скорость изменения количества потребляемого кислорода не равна нулю,то сигнал на выходе регулятора 11 изменяется и,поступая на вход регулятора 5 расхода воздуха, изменяет ему задание, последний срав- нивает полученный сигнал з адания от корректирующего регулятора 11 с сигналом, поступающим на вход "Пере" менная" с выхода блока 6 задержки, и вырабатывает командный сигнал на ис" полнительное устройство 12, которое из меня ет подачу воздуха до тех пор, пока сигнал задания регулятору 5, поступающий от корректирующего регулятора 11, не перестанет изменяться. Это произойдет тогда, когда ско" рость изменения количества потребляемого кислорода станет равной нулю, т, е. когда будут удовлетворены потребности микроорганизмов в кислороде.1При реализации предлагаемой системы обеспечивается более высокая точность поддержания расхода воздуха 45 3145 где вык е ь в 1.е - значения вы 3(кходчого и входных сигналовпостоянноготока.Так как Т - сигнал, поступаю(щий с выхода датчика 8 и пропорцио" нальный разности концентраций кислорода во входящем воздухе С и отработанных газах С, а То - сигнал,8"гпоступающий с выхода измерителя 4 расхода воздуха через блок 6 задержки и пропорциональный значению расхода воздуха С 1в аппарат, то выход" ной сигнал блока 9 пропорционален произведению р асхода воздуха на р аз" ность концентраций кислорода на значении, соответствующем максимальной интенсивности дыхания микроорганизмов, эа счет использования вуправлении прямого показателя интенсивности дыхания - количества потребляемого кислорода, эа счет повыпения качества информации и упрощенияузла измерения разности концентрацийкислорода на входе и выходе аппарата.Повышение точности поддержания экстремума по интенсивности дыхания микроорганизмов ведет к увеличению выхода продукта. Формул а иэ обр ет ения