Способ автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов

.6 05 О 27/00 р С 1 0 РЕТ ЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СЕИД(56) 1. Авторское свидетельство СССРЙ 69740, . С 12 а ЗУ 00, 1973.2. Пусковой регламент на производство кормовых дрожжей Новополоцко; го завода БВК, М., 1977, с. 16-53(5 Й)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОГО КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ в аппарате с совмещенными секциями выращива. ния и дозревания, предусматривающий регулирование подачи бражки и пита" тельных солей в аппарат, отвода дрожжевой суспензии из. аппарата, уровняв аппарате путем изменения подачиводы и концентрации парафина в начале секции выращивания путем подачипарафина на вход этой секции с коррекцией по его концентрации в секции дозревания, а также регулированиерасхода дополнительно подаваемого парафина, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения, производительности, измеряют концентрацию парафина в конце секции выращивания,определяют перепад концентрации вэтой секции, сравнивают с заданнымзначением и определяют величину рас-.согласования, а регулирование расходадополнительно подаваемого парафинаосуществляют с коррекцикй в зависимости от полученной величины рассогласования.совмещены секция 1 выращивания и 4 асекция 2 дозревания, между которымиийеется переток, раздельными потокамипо трубопроводам 3-5 на вход подаютсясоответственно вода, бражка послесепарации, питательные соли. Парафин подается потоком б на вход секции 1 выращивания и дополнительнымпотоком 7 в эту же секцию. Дрожжевая суспензия непрерывно откачивает"ся из аппарата по трубопроводу 8.Контур регулирования уровня в апфю парате включает в себя датчик 9 уровня, регулятор 10 уровня и исполнительный механизм 11. Контур регулирования расхода бражки после сепарации. состоит из датчика 12 расхода 1 10Изобретение относится к способамавтоматического упоавления процессами непрерывного культивированиямикроорганизмов, например кормовыхдрожжей на парафине, с дополнительной подачей парафина в аппаратах ссовмещенными секциями выращиванияи дозревания и может найти применение в микробиологической промышленности.. Известен способ автоматическогоуправления процессом непрерывногокультивирования микроорганизмов,предусматривающий регулирование подачи парафина и питательной среды взависимости от соотношения расходовпарафина и питательных солей, регулирование подачи воды, причем ре"гулирование подачи парафина и водыосуществляют в зависимости от концентрации биомассы 1 1 1.Недостатком известного способа является невозможность его использования для аппаратов с совмещенными секциями выращивания и дозревания, таккак укаэанный аппарат представляетсобой реактор неидеального смешения,а известный способ позволяет обеспе-.чить поддержание определенных условий культивирования лишь в обьемереактора идеального смешения,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов в аппарате с совмещенными сек"циями выращивания и дозревания, пре"цусматривающий регулирование подачибражки и питательных солей в аппарат, отвода дрожжевой суспензии изаппарата, уровня в аппарате путемизменения подачи воды и концентрациипарафина в начале секции выращиванияпутем подачи парафина на вход этойсекции с коррекцией по его концентрации в секции дозревания, а такжерегулирование расхода дополнительноподаваемого параФина 2 3.Недостатком известного способауправления является невозможностьподдержания требуемого перепада кон"центраций (профиля) парафина по дли"не секции выращивания, что приводитк созданию условий, не оптимальныхдля роста биомассы, и, в конечномсчете, к снижению производительностиапарата, обусловленному установлением в секции выращивания профиляконцентраций, характеризующегося зна" 08715 2 чительным перепадом концентраций парафина между началом и концом этой секции.Цель изобретения - повышение производительности процесса непрерывного культивирования микроорганизмов,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов ваппарате с совмещенными секциями выращивания и дозревания, предусматривающему регулирование подачи бражкии питательных солей в аппарат, отвода дрожжей суспенэии из аппарата,уровня в аппарате путем измененияподачи воды и концентрации парафина в начале секции выращивания путемподачи парафина на вход этой секции с коррекцией по его концентрации всекции дозревания, а также регулырование расхода дополнительно подаваемого парафина, измеряют концентрацию парафина в конце секции выращивания, определяют перепад концентрации в этой секции, сравнивают с заданным значением и определяют вели" чину рассогласования, а регулирование расхода дополнительно подаваемого парафина осуществляют с коррекцией в зависимости от полученной величины рассогласования.На чертеже. представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа автоматического .управления процессом непрерывного культивирования микроорганизмов. В аппарат, в котором конструктивно бражки, регулятора 13 расхода бражки и исполнительного механизма 14; Контур регулирования расхода питательНых солей включает в себя дат15 4вания в зависимости от кояцентрации парафина в конце секции дозревания. Контур регулирования, включающий дат" чик 25, регулятор 26 и исполнительный механизм 27, обеспечивает стабилизацию расхода дополнительно подаваемого в секцию выращивания парафи" на. Задание регулятору 26 устанавливает сигнал, поступающий с выхода блока 29 суммирования, корректируя расход дополнительно подаваемого парафина в.зависимости от разности между измеренным значением перепада концентраций парафина в начале и конце секции выращивания и заданием. Блок29 суммирования обеспечивает поддер" жание перепада концентраций парафина между началом и концом секции выра-: щивания на заданном значении путем направленного изменения заданий ре" гулятору 26 расхода дополнительно подаваемого парафина.Изменение, например увеличение, концентрации парафина на выходе сек",. ции дозревания приводит кувеличению сигнала на выходе датчика 24, поступающего в регулятор 22, умень-шая при этом значение задания регулятору 22 концентрации парафина в на-, чале секции выращивания, и по сигна=; лу с регулятора 22, поступающему .на исполнительный механизм 23, подача парафина будет уменьшаться до тех пор, пока концентрация парафина в начале секции выращивания не станет равной новому заданному знацению,Уменьшение концентрации парафина в начале секции выращивания приводит. к уменьшению сигнала на выходе датчика 21 концентрации парафина, посту-.1 пающего на положительный вход блока 29 суммирования, вследствие чего сигнап на его выходе уменьшается, чтоприводит к уменьшению задания регулятору 26 расхода дополнительно подаваемого парафина. В результате по сигналу с регулятора 26, поступающему на исполнительный механизм 27, рас- . ход дополнительно подаваемого пара" . фина уменьшается, вследствие чего уменьшается концентрация парафина в . конце секции выращивания, что приво. дит к уменьшению сигнала на выходе датчика 28 концентрации параФина, поступающего на отрицательный вход. блока 29 суммирования. В результате сигнал на выходе блока 29 начинает увеличиваться, что приводит к увеличению задания регулятору 26, и по 310087 чик 15 расхода питательных солей, регулятор 16 расхода питательных солей и исполнительный механизм 17. Контур регулирования расхода дрожжевой суспензии включает в себя датчик 18 расхода дрожжевой суспензии, регулятор 19 расхода дрожжевой суспензии и исполнительный механизм 20.Датчик 21 концентрации парафина в начале секции выращивания связан 1 в с регулятороч 22 коцентрации парафина. в начале секции выращивания, выход которого связан с исполнительным механизмом 23. Управляющий вход регулятора 22 связан с выходом датцика 24. Датчик 25 связан с регулятором 26 расхода дополнительно подаваемого парафина, выход которого соединен с исполнительным механизмом 27 на линии дополнительной подами парафина. Датчик 28 концентрации парафина в конце секции выращивания связан с первым (отрицательным) входом блока . 29 суммирования, второй вход (положительный) которого связан с датчиком 21, а третий вход (отрицательный)- с блоком 30 задания перепада концентраций парафина. Выход блока 29 связан с управляющим входом регулятора 26.Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим обра. зом.Контур регулирования, включающий датчик 9, регулятор 10, исполнительный механизм 11, обеспечивает регулирование уровня культуральной среды : в аппарате подачей воды, Контур регулирования, вклюцающий датчик 12, регулятор 13 и исполнительный механизм 14, обеспечивает стабилизацию отвода дрожжевой суспензии из аппара 4 О та, а контур регулирования, включающий датчик 15, регулятор 16, исполнительный механизм 17, обеспечивает стабилизацию расхода питательных аолей, Контур регулирования, включающий датчик 18, регулятор 19 и исполнительный механизм 20, обеспечивает стабилизацию расхода дрожжевой суспензии, откачиваемой из аппарата. Контур регулирования, включающий дат- фв чик 21, регулятор 22 и исполнительный,механизм 23, обеспечивает стабилизацию концентрации парафина в начале секций выращивания., Задание регулятору 22 устанавливает сигнал, посту- фф пающий с выхода датчика 24, обеспе;чивая тем самым коррекцию концентрации парафина в начале секции выращиНИИПИ Заказ 233658 Тираж 872 писное роектная пиал ППП "Патент", г, Ужгород,5 1008715 6сигналу с регулятора 26, поступаю- , поступающему на исполнительный мехащему на исполнительный механизм 27, низм 27, расход дополнительно пода- расход дополнительно подаваемого па- ваемого парафина будет уменьшаться рафина будет увеличиваться до тех до тех пор, пока перепад концентрапор, пока перепад концентраций пара- З ций парафина между началом и концом фина между началом и концом секции секции выращивания не станет равным выращивания не станет равным задан- заданному. При уменьшении концентраному. При уменьшении концентрации ции .парафина в конце секции выращи- парафина на выходе секции дозревания вания устройство работает аналогично, устройство работает аналогично, но в 1 В но в обратном порядке.обратном порядке. Предлагаемый способ автоматическоИзменение, например увеличение, го управления процессом культивироконцЕнтрации парафина в конце секции вания микроорганизмов в аппарате с выращивания приводит к увеличению сиг- совмещенными секторами выращивания нала на выходе датчика 28, поступаЮ З и дозревания обеспечивает поддержание щего на отрицательный вход блока 29 перепада концентраций парафина межсуммирования, вследствие чего сигналду началом и концом секции выращивана его выходе уменьшается, что при- ния на оптимальном значении, что поводит к уменьшению задания регулято- зволит повысить производительность ру 26 и по сигналу с регулятора 26, 29 аппарата ориентировочно на 5 Ф