Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 700538 Союз СоветскихСоцмалисткческнхРеспублик) 2517116/28-132586676/28-13 1)М 12 В 1/08 присоединени 23)Приоритет Гвв арственнын н СССР елвм нэо и открытбрвтвннн нй бликовано 30,11,7 Бюллетень %44 53) У 63.132,8.8)) Заявитель евой промьшвт евски ехно ческии инсти(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССО ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ.1 О анизмов,цель достигается тем, что пре массы микро Потавленн Изобретение относится к микробиологической нромьппленности и может быть использовано в процессе выращивания хлебопекарных дрожжей,Известна система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в ферментер, и установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм 11).Недостатком известной системы является то,что она не обеспечивает надежного управленияпроцессом биосинтеза, за счет чего снижается выход биомассы. Цель изобретения - повысить выход би лагаемая система снаьжена датчиками кислоро. да и углекислого газа в уходящих газах и вычислительным устройством для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в аппарате, концентрации биомассы и активности дрожжей, вход которого сое. динен с датчиками кислорода и углекислого за в уходящих газах, и количества воздуха, поступающего в ферментер, а выход - с исполнительными механнзмаьщ, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха.На чертеже показана блок-схема предлагае. мой системы управления.Система содержит контур стабилизации тем. пературы в ферментере 1, состоящий из датчика 2 температуры, соединенного с регулятором, 3, выход которого связан с исполнительным механизмом 4, установленным на магистрали воды, подаваемой в охладительную рубашку 5, контур стабилизации рН дрожжевой мелассы, состоящий из датчика 6, соединенного с регулятором 7, к выходу которого подключены исполнительный механизм 8 на трубопроводе аммиачной воды и исполнительный механизм 9 на трубопроводе серной кислоты; контур авто матического пеногашения, состоящий из датчика 10, соединенного с регулятором 11, выход которого связан с клапаном 12 на трубопрово. де олеиновой кислоты; контур регулирования подачи воздуха на аэрацию в зависимосш от700538 тер. с Сс, К, м,3уровня кульгуральной жидкости в аппарате,состоящий из датчика РЗ уровня, соедице.нного с регулятором 14, выход которого подключен к исполнительному механизму 15, установленному на воздухопроводе; контур про.граммного управления подачей питательных солей, состоящий иэ дозаторов 16, соединенныхс программным устройством 17, Кроме того,система содержит вычислительное устройство18, вход которого связан с датчиком 19 коли- тОчестна воздуха, поступающего на аэрацию, атакже с датчиками 20 и 21 количества кислорода и углекислого газа в уходящих газах, авыход соединен с исполнительным механизмом22 на линии подачи субстрата и исполнительным т 5механизмом 5, установленным на линии подачивоздуха.Система автоматического управления работает следутацстсм образом,Температура в ферментере р поддерживается на заданном уровне с помощью контура стабилизации температуры, включающего датчик 2температуры, подключенный на вход регулятора 3, который после сравнения текущего и за.данного значений температур вырабатывает сиг.нал регулируюсцега воздействтся, управляющегомеханизмом 4 на магистрали воды, подаваемойв охладительную рубашку 5.Изменение кислотности в ферментеревоспринимается датчиком 6 рН, включенным на зовход регулятора 7, который н зависимости ототклонения рН н ту или иную сторону подаетсигнал ца исполнительный механизм 8 подачиаммиачной воды, либо ца исполнительный механизм 9, подаюцтий серную кислоту в фермен.з 5 Уровень пены н ферментере контролируетсядатчиком РО, сигнал от которого поступает нарегулятор 11, наздействутощий на клапан р 2, 40установленный ца трубопроводе опеиновой кис.лоты,4Прюизводится непрерывное определение аб.солютного прироста дрожжей.У,=О,О) =К,Р,где Ь 02 - разница содержания кистторода ввоздухе, поступающем ца аэрацию, и уходящихгазах (с целью упрощения схемы система снабжена одним датчиком кислорода и одним дат.чиком углекислого газа; содержание кислорода и углекислого газа в воздухе проверяетсяперед процессом дрожжерашения и вводится ввычислительное устройство);0 - количество воздуха, поступаюшегопа аэрацию;Р, - абсолютный прирост дрожжей;К, - коэффициент,Непрерывно определяется общее количестводрожжей в ферментереРт + Рст -- Р 2где Рн - количество за сенных дрожжей;Р - общее количество дрожжей в аппаратеНепрерывно вычисляется концентрация прож.жей н ферментереРдр.сь где 5 - сечение фермецтера;Н - уровень биомассы н фермецтере;М - концентрация дрожжей,Определяется актинцость дрожжей сСО, Овррэгде ЬСО 2 - разница содержания углекисчогогаза н воздухе, поступающем нааэрацию, и ухаляцнтх газах;а - активность дрожжей.Непрерывно определяется необходимое количество мелассы.М = Х(Р 2 й)Коррекшся подачи мелассы осуществляется в связи с вычислением соотношенияУровень культуральнай жидкости в фермен. тере контролируется датчиком 13, сигнал от которого поступает на регулятор Р 4, ноэдей.ствуюший ца исполнительный механизм 15. управляющий подачей воздуха ца аэрацию.Растворы питательных солей в дрожжерастипьный аппарат подаются посредством дозатаров50 16, работой которых управляет программное устройство Р 7.Помимо этого, система снабжена датчиками 20 и 2 солержация кислорода и углекислого газа на выходе иэ аштарата и ньсчисстительцым55 устройством р 8, когорое управляет процессом дрожже рашетсия.При энтм в ньсчислигельцом устройстве реа. лизуются слелуюшие операции. где М - расход мелассы;К 2 - коэффициент, учи гынаюший количество сахара в мелиссе, ннадисся в вы числителысое устртастстна стз основании лабораторных анализов перед началом процесса.Если величина Ср палаес ниже задаццаго зца. чения, та Лття исключения посерь мелассы на спиртовое брожение н ычисли тельное ус гройс гва воздействует ца исполнительный мехэцизм р 5, увеличивая каличествс воздуха, цаступацццего на аэрацию и на иссниссссс сеттьссьсй механизм 20, уменыцая подачу мелассы.Применение цресшагасмаи си семьс в лрожже. вои прамьстсцссцосстс сса сва:си с сссилссс нсрастать. Дмитрие Тираж Заказ 73352Ц 111 И 1 И Подпи снаа СССР осударственного коми ам изобретений и отк ква, Ж - 35, Раушская ио де3035, Мо ытииаб., д, 4 Филиал Г "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 5 700538процесс дрежжеращения, увеличить выход дрож.жей,Как показали лабораторные испытания, выход дрожжей при применении предлагаемойсистемы повысился на 11% по сравнению с системой, где подача мелассы велась по жесткойпрограмме, и на 6% по сравнению с системой,где подача мелассы велась в зависимости отдыхательного коэффициента,О Формул а и з обре те ни я Система автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предпочтительно хлебопекарных дрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры регулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества воздуха, поступающего в фербмертср, и установленный на линии подачи суб страта исполнительный леханизм, о т л и ч а юшаяся тем, что, с целью повышения выхо. да биомассы микроорганизмов, она снабжена датчикамикислорода и углекислого газа в уходящих газах и вычислительным устройством для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в аарарате, кон. центрации биомассы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и коли. чества воздуха, поступающего в ферментер, а выход. - с исполнительными механизмами, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха. Источники информап,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 412241,кл, С 12 В 1/08, 197.