Система автоматического управления процессом периодического выращивания микроорганизмов в аппарате

 

Изобретение относится к микробиологии, а именно к автоматическому управлению процессом выращивания микроорганизмов в аппарате. Цель изобретения - повышение производительности аппарата для периодического процесса выращивания микроорганизмов - достигается за с;чет определения оптимального значения концентрации микроорганизмов в аппарате, соответствующего максимальному значению выбранного критерия оптимальности максимальной продуктивности аппарата и сравнения ее с текущим значением концентрации микроорганизмов в .аппарате. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С12 0 3 /00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4654026/13 (22) 13.12.88 (46) 07,02.92; Бюл. М 5 (71) Узловский дрожжевой завод и Воронежский технологический институт (72) В.В.Ануфриев, Г.И.Щепкин, П.П.Дрейлинг, В.И.Склемин и Т.M.Òaòàóðîâà (53) 663.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . М 1191462, кл. С 12 Q 3/00, 1985, (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГА-

НИЗМОВ В,АППАРАТЕ

Изобретение относится к микробиологии, а именно к автоматическому управлению процессом выращивания микроорганизмов в аппарате, Целью изобретения является повышение производительности аппарата для периодического процесса выращивания микроорганизмов.

На чертеже приведена структурная схе-. ма системы автоматического управления процессом периодического выращивания микроорганизмов, Система автоматического управления,. процессом периодического выращивания микроорганизмов.содержит аппарат 1, в котором происходит процесс выращивания микроорганизмов. задатчик 2 и 3 соответственно концентрации засевам микроорга-. низмов Х0 и кинетического параметра— константы насыщения Кз, эадатчик 4 начальной концентрации питательного субстрата

„, Ы„„1710578 А1 (57) Изобретение относится к микробиологии, а именно к автоматическому управлению процессом выращивания микроорганизмов в аппарате, Цель изобретения — повышение производительности аппарата для периодического процесса выращивания микроорганизмов — достигается эа счет определения оптимального значения концентрации микроорганизмов в аппарате, соответствующего максимальному значению выбранного критерия оптимальности максимальной продуктивности аппарата и сравнения ее с текущим значением концентрации микроорганизмов в ,аппарате. 1 ил.

So, датчик 5 и 6 текущей концентрации микроорганизмов и питательного субстрата в аппарате, блоки 7-9 вычисления экономического коэффициента У, максимальной концентрации и оптимального значения (в смысле выбранного критерия — максимальной продуктивности аппарата) концентрации микроорганизмов, блока 10 сравнения текущего значения концентрации микроорганизмов в аппарате Х и оптимального (в смысле выбранного критерия) значения концентрации микроорганизмов Х, программный 1 l и управляющий 12 блоки, исполнительный механизм 13, расположенный на линии отбора биомассы иэ аппарата 1.

Система работает следующим образом.

Сигналы, пропорциональные .текущим значениям, концентрации микроорганизмов

Х и концентрации питательного субстрата S в аппарате, от датчиков 5 и б, сигналы, пропорциональные начальной концентрации

1710578 питательного субстрата S<> и концентрации засева микроорганизмов Хо, от задатчиков

4 и 2 поступают в блок 7 вычйсления экономического коэффициента Y в соответствии с выражением

Y= (1)

Сигнал, пропорциональный вычисленному значению экономического коэффициента Y. поступает в блок 8 вычисления максимального значения концентрации микроорганизмов Xm, на второй и третий вход которого поступают значения, пропорциональные начальной концентрации питательного субстрата Sc и концентрации засева микроорганизмов Хо от задатчиков 4 и 2, Блок 8 рассчитывает максимальное значение Х> концентрации микроорганизмов в соответствии с выражением

Xm =Хо+ Y So, (2)

Полученное значение Xm поступает на вход блока 9 вычисления оптимального значения Х концентрации микроорганизмов, на второй и третий входы которого поступают сигналы, пропорциональные вычисленному в блоке 7 значению зкономического коэффициента У и значению кинетического коэффициента — константы насыщения К>, с задатчика 3. В блоке 9 происходит вычисление оптимального значения Х* по уравнению (3}, обеспечивающего максимальное значение выбранного критерия оптимальности — максимальной продуктивности аппарата (Ф), соответствующий выражению (4) б Ф при =О, Х =Xm+Y K>—

От (3) Х вЂ” Хо

Ф = . max, (4)

t где t — длительность процесса.

Сигнал, пропорциональный оптимальному (в смысле выбранного критерия) значению концентрации микроорганизмов Х*, поступает на блок 10 сравнения, где сравнивается со значением, соответствующим текущему значению концентрации микроорганизмов Х в аппарате, поступающему от датчика 5, и вычисляется значение разности

Я=,.Х* — Х . (52

До тех пор, пока значение ь. будет больше нуля, на выходе блока 10 будет ноль и на вход управляющего блока 12 сигнал с блока

10 не поступает, Как только значение е станет равным нулю, что соответствует достижению максимума критерия (4), на выходе блока 10 появится сигнал, равный единице, 30

40

50 динены с задатчиками начальной концентрации питательного субстрата и датчиком текущей концентрации биомассы в аппара; те, причем входы блока определения максимального значения концентрации биомассы

20 который поступает на управляющий блок

12, сигнал с которого поступает на исполнительный механизм 13, расположенный на линии отбора биомассы из аппарата 1. регулирующий орган откроется и произойдет слив биомассы из аппарата 1. Одновременно с этим сигнал с управляющего блока 12 при значении e = 0 в блоке 10, поступит на программный блок 11 и отключит программу, реализующую технологический регламент, регламентирующий время окончания процесса.

Если же за время, в соответствии с технологическим регламентом, текущее значение концентрации микроорганизмов Х в аппарате 1 не достигнет значения Х*, соответствующего максимальному значению продуктивности, т.е. е О, то команда на слив из аппарата 1 поступит. на исполнительный механизм 13 с программного блока

11, Формула изобретения

Система автоматического управления процессом периодического выращивания микроорганизмов в аппарате, содержащая датчик концентрации биомассы, управляющий и программный блоки,.блок сравнения концентрации, исполнительный механизм, установленный на линии отвода биомассы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности аппарата, она снабжена задатчиками концентрации засева микроорганизмов в аппарате, начальной концентрации питательного субстрата, константы насыщения, последовательно соединенными между собой датчиком текущей концентрации питательного субстрата в аппарате, блоком определения экономического коэффициента, блоками максимального и оптимального значений концентрации биомассы в аппарате, при этом выход последнего блока соединен с входом блока сравнения текущей и оптимальной концентрации биомассы в аппарате, а входы блока оптимальной концентрации соединены с выходами задатчика концентрации насыщения и блока экономического коэффициента, входы которого соесоединены с эадатчиками концентрации засева микроорганизмов и начальной концентрации питательного субстрата, 1710578 с-I

С

Ш

t3

Составитель В.Еремин

Техред M.Моргентал

Корректор M.Ïîæî

Редактор Л.Волкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 312 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5