Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов

ОПИСИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2509.78 (21) 2666005/28-13с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. С 12 В 1/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 180380(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ Изобретение относится к микробиологической промышленности и можетбыть использовано при автоматическом управлении процессом выращивания микроорганизмов.По основному авт. св, У 602541известен способ автоматического уп-,равления процессом выращивания микро.организмов, предусматривающий изменение подачи хладагента, осуществляемый в зависимости от соотношениярасходов воздуха, поступающего нааэрацию, и хладагента, причем этосоотношение корректируют в зависимости бт температуры питательнойсреды в аппарате 1,Недостатком известного способа автоМатического управления процессом является невозможность регулиро вания температуры питательной среды в аппарате при ее охлаждении до заданного значения, соответствующего началу процесса выращивания микроорганизмов. 25Целью изобретения является уменьшение времени ферментации и повышения производительностицель достигается тем, что опреде" ляют скорость изменения температуры 30 питательной среды в аппарате, сравнивают с заданным значением и прискорости изменения температуры питательной среды выше заданного значения изменение подачи хладоагентаподдерживают на максимальном уровне,На чертеже представлена схемасистемы для осуществления предлагаемого способа,Схема включает в себя аппарат 1,газоанализатор 2, датчики 3-6, служащие соответственно для измерениядавления, расхода воздуха, подаваемого на аэрацию, и расхода хладагента, подаваемого в рубашку аппарата 1, и температуры в аппарате 1;регуляторы 7-10, предназначенные соответственно для стабилизации концентрации углекислого газа в отходящих иэ аппарата 1 газах, регулирования расхода воздуха на аэрацию, стабилизации давления и регулированиятемпературы; регулятор 11 соотношения расходов подаваемого на аэрациювоздуха и хладагента; блок 12 дифференцирования для измерения скорости изменения температуры питательной среды в аппарате 1; пороговыйэлемент 13, служащий для сравнениятекущего значения скорости изменениятемпературы среды в аппарате 1 с заданным; блок 14 переключения, релейный элемент 15, предназначенный для осуществления подачи хладагента,максимального по величине, исполнительные механизмы 1 б, установленные соответственно на линиях подачи воздуха, хладагента и отходящих газовСистема работает следующим образом.В аппарат 1 подают питательную среду и одновременно для ее доохлаждения в рубашку аппарата 1 начинают подачу хладагента. Скорость изменения температуры питательной среды в аппарате 1 определяют блоком 12 дифференцирования и сравнивают с заданным значением на пороговом элементе 13, Сигнал, соответствующий результату сравнения, с выхода порогового элемента 13 поступает на блок 14 переключения, с помощью которого на исполнительный механизм 17 подключается либо управляющее воздействие регулятора 11, либо воздействие релейного элемента 15.В начале процесса доохлаждения скорость изменения температуры питательной среды в аппарате 1 превышает заданное значение, установленное в пороговом элементе 13, При этом выходной сигнал эЛемента 13 постуПает на блок 14 переключения, который подключает воздействие на подачу хладагента от релейного элемента 15, причем величина этого воздействия соответствует полному открытию исполнительного механизма 17, что соответствует подаче хладагента в рубашку аппарата 1 максимального по величине.По мере снижения температуры в аппарате 1, измеряемой датчиком б, происходит падение скорости изменения ее до заданной величины, В момент равенства текущей скорости из" менения температуры питательной среда, определяемой блоком дифференцирования 12, заданной величине происходит срабатывание порогового элемента 13, выходной сигнал которого поступает на блок 14 переключения,с помощью кбторого на подачу хладаген,та подключается воздействие регулятора 11, а воздействие релейного элемента 15 отключается, В этом случае воздействие с выхода регулятора 11 поступает на исполнительный ме- ханизМ 17, установленный на линии подачИ хладагента, и с помощью его осуществляется пропорционально-интегральное изменение подачи хлад- агента по температуре питательной среды в аппарате 1, При этом сигнал от датчика б температуры поступает как в блок 12 дифференцирования,так и в регулятор 10, на выходе которого форьяруется регулирующее воздейст вие, поступающее в виде корекции6 О б 5 ра 9, воздействующего исполнительным механизмом 18 на сброс отходящих газов,Использование способа автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов позволит повыйа регулятор 11 соотношения. Поскольку в контуре управления по температуре на выходе регулятора 10 всегдаприсутствует сигнал, то при подключении воздействия регулятора 11 навход исполнительного механизма 17 взамкнутой системе осуществляется необходимое для данного момента времени пропорционально-интегральноеизменение подачи хладагента в рубаш"1 р ку аппарата.Подобное регулирующее воздействиена конечной стадии процесса охлаждения питательной среды в аппарате 1обеспечивает апериодический переходный процесс, заканчивающийся на стадии адаптации микроорганизмов с допустимой точностью заданного значения температуры.По мере физиологического развйтиямикроорганизмов повышается интенсивность дыхания, что приводит к увеличению тепловыделения и повышению концентрации углекислого газа и температуры среды в аппарате 1. Увеличениеконцентрации углекислого газа воспринимается газоанализатором 2 и вызывает возрастание сигнала на выходе регулятора 7, Этот сигнал в видекорректирующего воздействия поступает на регулятор 8, на выходе которого формируется регулирующее воздействие, направленное на увеличениеподачи аэрирующего воздуха в аппарат1 с помощью исполнительного механизма 1 б, При этом сигнал от датчика 4расхода воздуха на аэрацию поступает в регулятор 11 соотношения, навыходе которого формируется сигналрезультирующего воздействия, поступающий на исполнительный механизм 17,Що увеличивающий расход хладагента.Величину соотношения потоков корректируют по температуре питатель. ной среды в аппарате 1 изменениемподачи хладагента, В этом случаесигнал от регулятора 10 температурыв виде коррекции поступает на регулятор 11 соотношения, где формируется корректирующее воздействие на соотношение воздух-хладагент изменением подачи хладагента с помощьюисполнительного механизма 17,При понижении концентрации выделяющегося углекислого газа, характеризующего снижение скорости развитиямикроорганизмов, способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов осуществляетсяв обратном порядке,Стабилизация давления в аппарате1 осуществляется с помощью регулято721477 Формула изобретения ректор Г, Решетн Составитель Г, .Богачеедактор В, Трубченко Техред И,АИ Асталош дписное з 84/23 Тираж 522 ПНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.д, 4 город, ул, Проект Филиал ППП Патент сить производительность процесса эасчет сокращения времени ферментацииориентировочно на 2 ч,Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов по авт. св, 9 602541, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью сокращения времени ферментации и повышения тем саьым производитель,ности, определяют скорость изменения температуры питательной среды, сравнивают с заданным значением и при скорости .изменения температуры питательной среды выше заданного значения изменение подачи хладагента поддерживают на максимальном уровне.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР ,9 602541, кл, С 12 В 1/08, 1976