Система автоматического управления процессом периодического выращивания микроорганизмов в аппарате

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 1710 РЕСПУБЛИК 51)5 С 12 0 БРВУ ИСАНИЕ ТЕ ВТОРСКОМУ ИДЕТЕЛЬ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Узловский дрожжевой завод и Воронежский технологический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1191462, кл. С 12 О 3/ОО, 1985,(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГА-НИЗМОВ В,АППАРАТЕ Изобретение относится к микробиологии, а именно к автоматическомууправлению процессом выращивания микроорганизмов в аппарате,Целью изобретения является повышение производительности аппарата для периодического процесса выращиваниямикрооргани.змов.На чертеже приведена структурная схе-.ма системы автоматического управленияпроцессом периодического выращиваниямикроорганизмов,Система автоматического управления,процессом периодического выращиваниямикроорганизмов.содержит аппарат 1, в котором происходит процесс выращиваниямикроорганизмов. задатчик 2 и 3 соответст-.венно концентрации засевам микроорга-.низмов Х 0 и кинетического параметра -константы насыщения Кз, эадатчик 4 начальной концентрацми питательного субстрата(57) Изобретение относится к микробиологии, а именно к автоматическому управлению процессом выращивания микроорганизмов в аппарате, Цель изобретения - повышение производительности аппарата для периодического процесса выращивания микроорганизмов - достигается эа счет определения оптимального значения концентрации микроорганизмов в аппарате, соответствующего максимальному значению выбранного крите.рия оптимальности максимальной продуктивности аппарата и сравнения ее с текущим значением концентрации микроорганизмов в ,аппарате, 1 ил. 30, датчик 5 и 6 текущей концентрации микроорганизмов и питательного субстрата в аппарате, блоки 7-9 вычисления экономического коэффициента У, максимальной концентрации и оптимального значения (в смысле выбранного критерия - максимальной продуктивности аппарата) концентрации микроорганизмов, блока 10 сравнениятекущего значения концентрации микроорганизмов в аппарате Х и оптимальноо (в .смысле выбранного критерия) значения концентрации микроорганизмов Х, программный 11 и управляющий 12 блоки, исполнительный механизм 13, расположенный на линии отбора биомассы иэ аппарата 1.Система работает следующим образом, Сигналы, пропорциональные .текущим значениям, концентрации микроорганизмов Х и концентрации питательного субстрата 5 в аппарате, от датчиков 5 и б, сигналы, пропорциональные начальной концентрации20 Полученное значение Хе поступает на вход блока 9 вычисления оптимального значения Х концентрации микроорганизмов, на второй и третий входы которого поступают сигналы, пропорциональные вычислен ному в блоке 7 значению зкономического коэффициента У и значению кинетического коэффициента - константы насыщения К, с задатчика 3. В блоке 9 происходит вычисление оптимального значения Х по уравне нию (3), обеспечивающего максимальное значение выбранного критерия оптимальности - максимальной продуктивности аппарата(ф), соответствующий выражению(4)ОФ 35при =О, Х =Хо+У К -Й 40-+ гпа питательного субстрата Яо и концентрации засева микроорганизмов Хо, от задатчиков 4 и 2 поступают в блок 7 вычйсления экономического коэффициента У в соответствии с выражениемУ= (1)Сигнал, пропорциональный вычисленному значению экономического коэффициента У, поступает в блок 8 вычисления максимального значения концентрации микроорганизмов Хп, на второй и третий вход которого поступают значения, пропорциональные начальной концентрации питательного субстрата Яо и концентрации засева микроорганизмов Хо от задатчиков 4 и 2, Блок 8 рассчитывает максимальное значение Хо концентрации микроорганизмов в соответствии с выражением Хв =Хо+ УЯо, (2) сгде с - длительность процесса.Сигнал, пропорциональный оптимальному (в смысле выбранного критерия) значению концентрации микроорганизмов Х, поступает на блок 10 сравнения, где сравнивается со значением, соответствующим текущему значению концентрации микроорганизмов Х в аппарате, поступающему от датчика 5, и вычисляется значение разностия=,Х - Х, (5)До тех пор, пока значение е будет больше нуля, на выходе блока 10 будет ноль и на вход управляющего блока 12 сигнал с блока 10 не поступает, Как только значение е станет равным нулю, что соответствует достижению максимума критерия (4), на выходе блока 10 появится сигнал, равный единице,5 10 15 который поступает на управляющий блок 12, сигнал с которого поступает на исполнительный механизм 13, расположенный на линии отбора биомассы из аппарата 1, регулирующий орган откроется и произойдет слив биомассы из аппарата 1, Одновременно с этим сигнал с управляющего блока 12 при значении г = 0 в блоке 10, поступит на программный блок 11 и отключит программу, реализующую технологический регламент, регламентирующий время окончания процесса,Если же за время, в соответствии с технологическим регламентом, текущее значение концентрации микроорганизмов Х в аппарате 1 не достигнет значения Х, соответствующего максимальному значению продуктивности, т,е, е Ф О, то команда на слив из аппарата 1 поступит. на исполнительный механизм 13 с программного блока 11,Формула изобретения Система автоматического управления процессом периодического выращивания микроорганизмов в аппарате, содержащая датчик концентрации биомассы, управляющий и программный блоки, блок сравнения концентрации, исполнительный механизм, установленный на линии отвода биомассы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности аппарата, она снабжена задатчиками концентрации засева микроорганизмов в аппарате, начальной концентрации питательного субстрата, константы насыщения, последовательно соединенными между собой датчиком текущей концентрации питательного субстрата в аппарате, блоком определения экономического коэффициента, блоками максимального и оптимального значений концентрации биомассы в аппарате, при этом выход последнего блока соединен с входом блока сравнения текущей и оптимальной концентрации биомассы е аппарате, а входы блока оптимальной концентрации соединены с выходами задатчика концентрации насыщения и блока экономического коэффициента, входы которого соединены с задатчиками начальной концентрации питательного субстрата и датчиком текущей концентрации биомассы в аппара; те, причем входы блока определения максимального значения концентрации биомассы соединены с эадатчиками концентрации засева микроорганизмов и начальной концентрации питательного субстрата,1710578 Редактор Л,Волкова ректор М,Пож аказ 312 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 А Ф оставителъ В.Ереминехред М.Моргентал