Система автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 119781 1 5(22) Заявлено 24. 06. 81 (21) 3305939/28-13с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 30,11 В 2, Бюллетень йо 44Дата опубликования описания 30.11,82 6 05 0 27/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ КОРМОВЫХ ДРОЖЖЕЙИзобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано для автоматического управления процессом выращивания кормовых дрожжей, а также и других микроорганизмовИзвестна система автоматического управленияпроцессом выращивания микроорганизмов, предпочтительно хлебопекарныхдрожжей в ферментере, содержащая контуры стабилизации температуры и рН биомассы, контуры рвгулирования подачи питательных солей и воздуха на аэрацию, датчик количества возду" ха, поступающего в ферментер, и установленный на линии подачи субстрата исполнительный механизм, а также датчики кислорода и углекислого газа в уходящих газах, и вычислительное уст" ройство для определения абсолютного прироста дрожжей, общего количества дрожжей в аппарате, концентрации био" массы и активности дрожжей, вход которого соединен с датчиками кислорода н углекислого газа в уходящих газах, и количества воздуха, поступающего в фермвнтер,а выход " с исполнительными механизмами, установленными на линиях подачи субстрата и воздуха 1).З 0 Недостатком данной системы является то, что она нв обеспечивает надежного управления процессом при рез ких измвнениях скорости протока через фермвнтвр связанных с изменениями нагрузки, а также не поддерживает концентрацию остаточных редуцирую щих веществ на выходе фврментера на минимальном уровне.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система автоматического уцравления про" цессом непрерывного выращивания кормовых дрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздуха и температуры дрожжевой сус-" пенэии и уровня в аппарате, контуры регулирования рН дрожжевой суспензии, объема биомассы в,аппаратв, Регули" рования времени пребывания биомассы в аппарате (2).Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает требуемую степень использования рвдуцирующих веществ, а также требуемую точность управления при малых и больших скоростях протока, потому что ре. гулятор соотношения сусла н воды с питательными солями и регулирующийклапан, установленный на линии подачи сусла поддерживает требуемую точ"ность управления только в узком динамическом диапазоне изменения скорости протока через ферментер.Цель изобретения " повышение степени использования редуцирующих ве"ществ.Поставленная цель достигается тем,что известная система автоматическогоуправления процессом выращивания кор"10мовых дрожжей, содержащая контурыстабилизации расхода воды с питатель"ными солями на разбавление, расходавоздуха и температуры дрожжевой сус"пензии, снабжена датчиком, соединеным 15с преобразователем для определенияскорости потребления аммиачной водыи контурами стабилизации рН сусла,поступающего в ферментер, и регули"рования производительности насоса,подающего сусло в, ферментер, при этомрегуляторы контура стабилизации рас"хода воды с питательными солями иконтура регулирования производительности насоса соединены с входом преобраэователя определения скоростипотребления аммиачной воды посредст"вом блока задания.На чертеже ;редставлена блок-схе"ма предлагаемой системы автоматического управления выращивания кормовых дрожжей,Система содержит контуры стабилизации температуры в фврментере, рНдрожжевой суспензии, подачи воздухаи расхода воды с питательными солями З 5подаваемого на разбавление сусла, атакже контуры стабилизации рН сусла,поступающего в ферментер и регулиро-вания производительности насоса, по"дающего сусло в ферментер. 40Температура в ферментере 1 поддер"живается на заданном уровне с помощьюконтура стабилизации температуры, содержащего датчик 2 температуры, подключенного на вход вторичного прибора 3 с регулятором 4, который сравнивает текущее и заданное значениетемператур и вырабатывает регулирующий сигнал, управляющий исполнительным механизмом 5 на линии подачи воды на охлаждение.Изменение рН среды в ферментереизмеряется датчиком. 6 рН подключен"ным через вторичный прибор 7 к регулятору 8, который формирует регулирдеющее воздействие, управляющее ис"пблнительным механизмом 9 установленным на линии подачи аммиачной во,п,ы еПодача воздуха в ферментер поддерживается контуром стабилизации подачи воздуха, содержащим расходометр 10, вторичный прибор 11, регулятор 12 и исполнительный механизм 13. При отклонении расхода воздуха от задан ного значения регулятор вырабатываетрегулирующее воздействие для исполнительного механизма 13, управляюще"го подачей воздуха в ферментер.Стабилизация рНсусла, подаваемого в ферментер, осуществляется контуром, содержащим датчик 14 рН, вторичный прибор 15, регулятор 16 и исполнительный механизм 17. При отклонении рН сусла от заданного значения регулятор 16 вырабатывает регу 1 лирующий сигнал, который поступаетна вход исполнительного механизма 17,управляющего подачей аммиачной водыв линию сусла и восстанавливающегозаданное значение РН сусла,Подача питательной среды в ферментер с поддержанием соотношения между всеми компонентами ее, осуществля-.ется в зависимости от скорости пот"ребления аммиачной воды, подаваемойв фермен.ер для поддержания рН среды. Скорость потребления аммиачнойводы измеряется датчиком 18. Черезпреобразователь 19 сигнал, пропорциональный скорости потребления аммиачной воды, поступает на блок 20 задания, который управляет заданиемрегуляторов контуров стабилизациирасхода воды на разбавление и регулирование производительности насоса21, подающего сусло в ферментер.Контур стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление содержит датчик 22, вторичный прибор 23, регулятор 24 и исполнительный механизм 25. Сигнал текущего значения расхода от датчика 22, через вторичный прибор 23 поступает на .регулятор 24. Сюда также поступает и сигнал заданного значения расхода из блока 20 задания. Регулятор 24 сравнивает зти сигналы и вырабатывает регулирующий сигнал, который поступает на исполнительный механизм 25, управляющий подачей воды с питательными соляМи на разбавление.Контур регулирования производительности насоса 21, подающего сусло в ферментер, содержит датчик 26 расхода сусла, вторичный прибор 27, регулятор 28 и блок 29 управления приводом 30 постоянного тока насоса 21.Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода сусла из датчика 26, через вторичный прибор 27 поступает на регулятор 28, где сравнивается с сигналом заданного значения расхода, поступающим из блока 20 задания. Регулирующий сигнал поступает. на блок 2,9 управления, который изменяет скорость вращения привода 30 постоянного токанасоса 21, а тем самым его производительность и поддерживает необходимое значение расхода сусла в ферментере./таосФцсж э 9217/63 Тираж 914 Подписно атент", г.ужгород,ул,Проектная,4 ИП ака илиал Изменение скорости потребления аммиачной воды моментально воздействует на задание регуляторов 24 и 28 через блок 20 задания, который управляет заданием этих регуляторов таким образом, чтобы поддерживать кондвнтрацию рвдуцирующих веществ в питательной среде, на заданном оптимальном уровне, а концентрацию остаточных редуцирующих веществ - на минимальном уровне.Предлагаемая система управления устойчиво поддерживает процесс на оптимальном уровне, при этом концентрация остаточных редуцирующих веществ ,на выходе иэ фврмвнтера поддерживается на минимальном уровне, т.е. спепень использования редуцирующих веществ повышается. Лабораторные исследования показали, что это составляет около 7, по сравнвнгю с известной. Регулирование производительности сус" ла подающего насоса обеспечивает плав ный и быстрый переход к новым нагрузкам, улучшает работу самого насоса и повышает КПД его привода. Применение предлагаемой системы управ,ления уменьшает длительность переходных процессов и улучшает точность управления расходом воды с питательными солями на разбавление и скоростью протока через ферментер. Система автоматического управлв"ния процессом выращивания кормовыхдрожжей, содержащая контуры стабилизации расхода воды с питательными солями на разбавление, расхода воздухаи температурой дрожжевой суспвнзии,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения степени использова 10 ния редуцирующих веществ, она снабжена датчиком, соединенным с преоб"раэователем для определения скорости потребления аммиачной воды и кон"турами стабилизации рН сусла, посту 15 пающвго в фврментер, и регулированияпроизводительности насоса, подающегосусло в фермвнтер, при этом регулято.ры контура стабилизации расхода водыс питательными солями и контура ре 2 О гулирования производительности насоса соединены с входом преобразователя определения скорости потребле"ння аммиачной воды посредством бло""ка задания,25Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 700538, кл. С 12 М 1/36, 1979.2. Авторское свидетельство СССРР 308060, кл. С 12 О 3/00, 1972.