Способ автоматического управления процессом ферментации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 014 12 Я УДАРСТВЕННЫЙ НОМ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ЕТ СССРОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕПЬСТ К АВТОРСКО одматика я т в 5 бираетскает е 1 иле о на та( 4) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИИ(57) Изобретение касается способовавтоматического управления процессомферментации, например выращиваниядрожжей на н-парафинах, и может бытьиспользовано в микробиологической,химико-фармацевтической и пищевойпромышленности. Цель изобретения -повьппение производительности ферментатора по биомассе за счет повышения коэффициента заполнения. При этомкоэффициент заполнения определяетсяуровнем культуральной жидкости в ферментаторе, а уровень ферментатораограничен уровнем пены в аппарате И током двигателя мешалки. Определяют величины рассогласования между текущим и заданным значениями уровня пены и тока двигателя мешалки и регулирование уровня культуральной жидкости в ферментаторе осуществляется с коррекцией по одной из них или по наибольшей из них. Блок 21 выборарежима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селекторав один из трех режимов рабаты. Первый режим - селектор 17 пропускаетна выход сигнал с программного задатчика 16, при этом сигнал с программного задатчика 20 не пропускается. Вто- Ж рой режим - селектор 17 пропускаетна выход сигнал с программного задат- %Ф а чика 20, а. сигнал с программного задатчика 16 не пропускается. Третийрежим - селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, вы 4 ь наименьший по величине и пропувВьКонтур регулирования, содержащий датчик 8, регулятор 9 и исполнительный механизм 10, обеспечивает регул .рование расхода дрожжевой суспензии, выводимой из аппарата.Контур регулирования, содержащий датчик 11 уровня жидкости, регулятор 12 и испблнительный механизм 13, обеспечивает регулирование уровня жидкости в ферментаторе. Задание на регулятор 12 уровня поступает от программных задатчиков 16 и 20 через селектор 17 меньшего сигнала, который повторяет на выходе меньший из двух входных сигналов. Управление программными задатчиками 16 и 20 осуществляется с помощью позиционных регуляторов 15 и 19, которые осуществляют коррекцию задания регулятору 12 уровня жидкости в зависимости от уровня пены и тока мешалки соответственно.Блок 21 выбора режима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селектора в один из трех режимов работы. В первом режиме селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 16, при этом сигнал с программного задатчика 20 не пропускается. В первом режиме работы селектор обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по величине рассогласования между текущим и заданным значениями уровня пены. Во втором режиме селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 20, а сигнал с программного эадатчика 16 не пропускаетсяВо втором режиме работы селектор 17 обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по величине рассогласования между текущим и заданным значениями уровня тока двигателя мешалки. В третьем режиме селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, выбирает наименьший по величине и пропускает его на выход,. В третьем режиме работы селектор 17 обеспечивает регулирование уровня жидкости с коррекцией по наименьшей из двух величин - рассогласованием между текущими и заданными значениями уровня пены и рассогласованием между текущим и заданным значениями тока двигателя мешалки,В случае, если с помощью блока 21 установлен первый режим работИ, 1446162селектора 17, то при изменении, например увеличении, уровня пены, в некоторый момент времени значение сигнала от датчика 14 становится больше заданного значения (Ьд + д ), уста-,5 новленного на позиционном регуляторе 15, при этом на выходе последнего появляется сигнал М (меньше), который поступает на программный задатчик 16. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшаться. Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, который повторяет на выходе сигнал с задатчика 16. Выходной сигнал с селектора 17 поступает на вход "Задание" регулятора 12, значит, оно тоже начинает уменьшаться. При этом исполнительный механизм 13 начинает закрываться, 20 уровень в ферментаторе 1 начинает уменьшаться, а значит, уменьшается уровень пены до тех пор, пока он не станет равным заданному (Ь зд ф Ь ),. При этом на выходе регулятора 15 2 б сигнал М снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное меньшее задание регулятору 12 уровня. 30При уменьшении уровня пены значение сигнала от датчика 14 становится меньше заданного (Ь1 Ь ), на по- зиционном регуляторе 15 появляется сигнал Б (больше), который поступает на программный задатчик 16. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает увеличиваться. Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, который увеличивает задание 40 регулятору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает открываться, уровень в ферментаторе начинает увеличиваться, а значит, увеличивается уровень пены до тех пор, пока он нестанет равным заданному (Ь Аа )При этом на выходе регулятора 15 сигнал Б снимается. Сигнал на выхо-, де программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное большее задание регулятору 12 уровняИзменение тока двигателя мешалки в первом режиме работы селектора 17 не оказывает никакого влияния на работу регулятора 12 уровня жидкости,В случае, если с помощью блока 21 вручную установлен второй режим работы селектора 17, то при изменении, например увеличении тока двигателя мешалки, которое может быть выз-вано увеличением уровня в фермента- торе, значение сигнала от датчика 18 становится больше заданного (1 зф 1 д) на позиционном регуляторе 19, на выходе регулятора 19 появляется сигнал М, который поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшаться. Этот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который уменьшает задание регулятору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает закрываться, уровень в ферментаторе начинает уменьшаться, а значит, уменьшается и ток двигателя мешалки до тех пор, пока он не станет равным заданному (1 д+ д ). При этом на выходе регулятора 19 сигнал М снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное меньшее задание регулятору 12 уровня.При уменьшении тока двигателя мешалки, которое может быть вызвано уменьшением уровня в ферментаторе, значение сигнала от датчика 18 становится меньше заданного (1 з + д ) на позиционном регуляторе 19, на выходе которого появляется сигнал Б, который поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает .увеличиватьсяЭтот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который увеличивает задание регулятору 12.При этом исполнительный механизм 13 начинает открываться, уровень в ферментаторе начинает увеличиваться, а значит, увеличивается ток двигателя мешалки до тех пор, пока не станет равным заданному (1 з й Е ). При этом на выходе регулятора 19 сигнал В снимается. Сигнал на выходе программного задатчика становится постоянным, а значит, устанавливается новое постоянное большее задание регулятору 12 уровня.Изменение уровня пены в фермента- торе во втором режиме работы селектора 17 не оказывает никакого влияния на работу регулятора 12 уровня жидкости.В случае, если с помощью блока 21 вручную установлен третий режим работы селектора, то при изменениях1446 Составитель Г. БогачеваТехред Л.Олейник Корректор А,Обручар Редактор Н.Гунько Заказ 6706/30 Тираж 520ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 уровня пены тока двигателя мешалкина вход селектора поступают два сигнала с выходов задатчиков 16 и 20соответственно. В селекторе 17 осуществляется их сравнение и наименьшийнз сигналов повторяется на выходеблока 21, Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описаниойу для первого или второго режимовработы селектора. Формула изобретенияСпособ автоматического управленияпроцессом ферментации, заключающийся 15в регулировании подачи питательныхвеществ, отбора дролс:,.евой суспензиии уровня культуральной жидкости по 162 6дачей воды, измерении уровня пены итока двигателя мешалки, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения производительности. фермен"татора по биомассе за счет повышения коэффициента заполнения, определяют величину рассогласования между текущим и заданным значениямиуровня пены, величину рассогласованиямежду текущим и заданным значениямиФока двигателя мешалки, сравниваютмежду собой полученные и нормированные величины рассогласований, а регулирование уровня культуральнойжидкости осуществляют с коррекциейпо одной из них или с коррекцией понаибольшей из них.