Система автоматического управления процессом выращивания аэробных микроорганизмов в аппарате

 

Изобретение относится к микробиологической про№гашенности. Изобретение направлено на увеличение выхода продукта за счет повьшения точности управления. Система автоматического управления процессом выращивания аэробных микроорганизмов включает измеритель 4 и регулятор 5 расхода воздуха в аппарат 1, блок 6

СОО3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (И) Al (51) 4 С 12 3/00 G 05 D 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHSIM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4281005/31-13 (22) 09.07.87 (46) 30.01.89. Бюл. У 4 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им. Ф.З.Дзержинского (72) В.Е.Мартыненко, В.А.Гамза, В.Я.Тришкин, А.Г.Волков и Г,А.Стадник (53) 663.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ó 890375, к. С 05 D 27/00, 1981. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ АЭРОБНЫХ

МИКРООРГАНИЗМОВ В АППАРАТЕ (57) Изобретение относится к микробиологической промышленности. Изобретение направлено на увеличение выхода продукта за счет повышения точности управления, Система автоматического управления процессом выращивания азробных микроорганизмов включает измеритель 4 и регулятор 5 расхода воздуха в аппарат I блок 6

1454856 еык = 0,2 ал, ТВА1 задержки, к входу которого подключен измеритель 4, пневматический блок 7 задержки, состоящий иэ последовательно соединенных дросселя 13 и емкости

14, датчик 8 разности концентраций киолорода во входящем воздухе и отра" ботанных,газах, соединений одним из входов с выходом блока 7 задержки, а другим входом - с трубопроводом отработанных газов, блок 9 определения количества потребляемого кислорода, один из входов которого соединен с выходом блока 7 задержки, а другой вход1

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для автоматического управления аэробными процессами фермент ации. .5

Цель изобретения — увеличение выхода продукта.

На чертеже представлена функциональ ная схема системы автоматического 10 управления процессом выращивания азроб" ных микроорганизмов.

Система содержит аппарат 1, в котором осуществляется выращивание мик" роорганизмов, имеющий трубопровод

2 подачи воздуха в аппарат и трубопровод 3 отвода отработанных газов, измеритель 4 и регулятор 5 расхода воздуха в аппарат, блок б задержки, узел измерения разности концентраций кислорода во входящем воздухе и отработанных газах, состоящий иэ пневматического блока 7 задержки и датчика 8 разности концентраций, блок

25.

9 определения количества потребляемого кислорода, блок 10 дифференцирования, корректирующий регулятор 11 и исполнительное устройство 12, уста" новленное на линии подачи воздуха в аппарат, Пневматический блок 7 за30 держки представляет собой пневматическую RC-цепочку, состоящую из последовательно соединенных дросселя 13 и емкости 14.

Выход корректирующего регулятора 35

ll соединен с входом "Задание" регулятора 5 расхода воздуха, г. входом

"Переменная" которого соединен выход блока 6 задержки. с датчиком 8 разности концентраций кислорода, выход блока 9 определения количества потребляемого кислорода подключен к входу блока дифференцирования 10, корректирующий регулятор

11, вход которого соединен с выходом блока дифференцирования 10, а выход— с регулятором 5 расхода воздуха, исполнительное устройство 12, вход которого соединен с выходом регулятора

5 расхода воздуха, а выход подключен к трубопроводу подачи воздуха в аппарат 1. 1 ил.

Предлагаемая система может быть реализована на стандартных. элементах и устройствах.

Система работает следующим обраэома

Воздух, подаваемый на вход аппарата 1, по импульсному -трубопроводу по" дается на вход пневматического блока

7 задержки, в котором задерживается на время, соответствующее времени запаздывания изменения состава отработанных газон на выходе аппарата по отношению к из менению со ст ав а воздуха на входе. Из блока 7 воздух поступает для анализа на один из входов датчика 8 р аз ности конц ентр аций и омывает один из его электродов.

Отработанный газ с выхода аппарата, подаваемый по импульсному трубопроводу на другой вход датчика 8, омывает другой электрод электрохимической ячейки датчика. Датчик 8 вырабатывает сигнал, пропорциональный разности концентраций кислорода во входящем воздухе и отработанных газах, который подается на один из входов блока 9 определения количества потребляемого кислорода. На второй вход последнего подается сигнал через блок б задержки с выхода измерителя 4 расхода воздуха, сигнал которого пропорционален значению расхода воздуха на аппарат и соответствующему составу отработанных газов ня выходе из аппарата в данныи момент времени. На выходе блока 9 вырабатывается сигнал в соответствии с з аксиом

4856

10

Хбых к qь(С1 С2) °

45

145 гд le i» I Ie i 1ex

М( к ходчого и вход ных сигналов постоянного тока.

Так как le сигнал, поступаю«т щий с выхода датчика 8 и пропорциональный разности концентраций кислорода во входящем воздухе С и отработанных газах С, à Ie„ - сигнал, Ок поступающий с выхода измерителя 4 расхода воздуха через блок 6 задержки и пропорциональный значению расхода воздуха Q< в аппарат, то выходной сигнал блока 9 пропорционален произведению р асхода воздуха на р asность концентраций кислорода

Этот сигнал подается на вход блока 10 дифференцирования, с выхода которого сигнал, соответствующий скорости измерения количества потребляемого кислорода, поступает на вход корректирующего регулятора 11, Если количество потребляемого кислорода постоянно, скорость его изменения ранна нулю, на выходе коррек30 тирующего регулятора 11 сигнал не изменяется, если же скорость изменения количества потребляемого кисло-: рода не равна нулю,то сигнал на выходе регулятора 11 изменяется и,поступая на вход регулятора 5 расхода воздуха, изменяет ему задание, последний срав- нивает полученный сигнал з адания от корректирующего регулятора 11 с сигналом, поступающим на вход "Переменная" с выхода блока 6 задержки, и вырабатывает командный сигнал на исполнительное устройство 12, которое из меня ет подачу воздуха до тех пор, пока сигнал задания регулятору 5, поступающий от корректирующего регулятора 11, не перестанет изменяться.

Это произойдет тогда, когда ско" рость изменения количества потребляемого кислорода станет равной нулю, т,е. когда будут удовлетворены потреб-50 ности микроорганизмов в кислороде.

При реализации предлагаемой системы обеспечивается более высокая точность поддержания расхода воздуха на значении, соответствующем максимальной интенсивности дыхания микроорганизмов, эа счет использования в управлении прямого показателя интенсивности дыхания — количества потребляемого кислорода, эа счет повыпения качества информации и упрощения узла измерения разности концентраций кислорода на входе и выходе аппарата.

Повышение точности поддержания экстремума по интенсивности дыхания микроорганизмов ведет к увеличению выхода продукта.

Формул а иэ обр ет ения

Система автоматического управления процессом выращивания аэробных микроорганизмов в аппарате, имеющем трубопроводы подачи воздуха в аппарат и отвода отработанных газов, содержащая измеритель и регулятор расхода воздуха на аэрации, узел измерения разности концентраций компонента во входящем воздухе и отработанных газах, блок дифференцирования и корректирующий регулятор, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода продукта за счет повыщения точности управления, она снабжена блоком определения количества потребляемого кислорода и блоком задержки, при этом вход последнего соединен с выходом измерителя расхода воздуха, а выход подключен к входу "Переменная" регулятора расхода и к одному иэ входов блока определения количества потребляемого кислорода, выход которого связан с входом блока дифференцирования, при этом узел измерения разности концентраций компонента во входящем воздухе и отработанных газах состоит иэ пневматического блока задержки и датчика разности концентраций, причем вход пневматического блока задержки соединен с трубопроводом подачи воздуха в аппарат, а выход — с одним иэ входов датчика разности концентраций, другой вход которого соединен с трубопроводом отработанных газов, а выход датчика разности концентраций подключен к другому входу блока определения количества потребляемого кислорода.