SU1102813A1 - Automatic control system for fermentation process - Google Patents

Automatic control system for fermentation process Download PDF

Info

Publication number
SU1102813A1
SU1102813A1 SU833558507A SU3558507A SU1102813A1 SU 1102813 A1 SU1102813 A1 SU 1102813A1 SU 833558507 A SU833558507 A SU 833558507A SU 3558507 A SU3558507 A SU 3558507A SU 1102813 A1 SU1102813 A1 SU 1102813A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
adder
input
output
control
inputs
Prior art date
Application number
SU833558507A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Федорович Лубенцов
Надырбек Рустамбекович Юсупбеков
Артем Вартанович Бабаянц
Original Assignee
Грозненское Научно-Производственное Объединение "Промавтоматика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Грозненское Научно-Производственное Объединение "Промавтоматика" filed Critical Грозненское Научно-Производственное Объединение "Промавтоматика"
Priority to SU833558507A priority Critical patent/SU1102813A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1102813A1 publication Critical patent/SU1102813A1/en

Links

Landscapes

  • Feedback Control In General (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИИ, содержаща  контуры стабилизации расхода воздуха на аэрацию, давлени  и температуры в аппарате, включающие соответственно датчики измер емых параметров, регул торы и исполнительные механизмы, и контур регулировани  величины рН, включающий датчик и блсйс задани  оптимальной величины рН в аппарате, выходы которых подсоединены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого подключен к входу релейного блока, последовательно соединенные датчик и обратную модель канала управлени  без запаздывани , а также переключающее реле, выход которого св зан с исполнительными механизмами, установленными на линии подачи в аппарат щелочи и кислоты, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  выхода целевого продукта путем повышени  качества управлени , она снабжена блоком управлени , вторым сумматором и последовательно соединенными третьим сумматором, . ключевым элементом и регул тором, при этом входы третьего сумматора соединены с выходами первого сумматора и обратной модели, выходы релейного блока и регул тора -подключены (Л соответственно к первому и второму входам переключающего реле, выход которого св зан с первым входом второго сумматора, к второму входу которого подключен выход обратной модели, один из входов блока управлени  соединен с входом первого сумматора , другой вход - с выходом второго сумматора, а выход подключен к управл ющему входу переключающего реле и второму входу ключевого элемента . соAUTOMATIC CONTROL SYSTEM FOR THE PERIODIC PERFORMATION PROCESS, which contains the contours of stabilization of air consumption for aeration, pressure and temperature in the apparatus, including sensors of measured parameters, regulators and actuators, and the control of the pH value, which includes a sensor and blister to set the optimum pH value in the apparatus The outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of which is connected to the input of the relay unit, are connected in series with a sensor and reverse control channel model without delay, as well as a switching relay, the output of which is connected with actuators installed on the feed line to the apparatus of alkali and acid, which, in order to increase the yield of the target product by improving the quality of control, it is equipped with a block control, the second adder and series-connected third adder,. the key element and the controller, while the inputs of the third adder are connected to the outputs of the first adder and the return model, the outputs of the relay unit and the controller are connected (L respectively to the first and second inputs of the switching relay, the output of which is connected to the first input of the second adder, to the second input of which is connected to the output of the reverse model, one of the inputs of the control unit is connected to the input of the first adder, another input is connected to the output of the second adder, and the output is connected to the control input of the switching relay and the second input key element. from

Description

f 1f 1

Изобретение относитс  к микробиологии , а именно к автоматическому управлению процессами ферментации при производстве антибиотиков и може быть использовано в медицинской, иищвой и других отрасл х промышленностиFIELD OF THE INVENTION The invention relates to microbiology, in particular, to automatic control of fermentation processes in the production of antibiotics and can be used in the medical, pharmaceutical and other industries.

Иэвестна система автоматического управлени  процессом микробиологического синтеза, содержаща  датчики и блоки задани  оптимального профил  температуры, аэрации и кислотности среды в аппарате, св занные через переключающие реле с задающими входами соответствующих регул торов, выходы Которых подключены к исполнителным механизмам, установленным соответственно на линии подачи охлаждающей воды, подачи аэрирующего воздуха и титранта, регулирующего ве1П1чину рН в аппарате С Недостатком данной системы  вл етс  невысокое качество управлени  процессом по величине рИ, обусловленное тем, что формирование управл ющего воздействи  на подачу титранта при помощи регул тора, не учитывающе го изменений динамических характеристик в ходе процесса, не обеспечивает оптимальных условий культивировани , в результате чего происходит снижение выхода целевого продукта.The known system of automatic control of the process of microbiological synthesis, comprising sensors and blocks for setting the optimum temperature, aeration and acidity profile in the apparatus, connected through switching relays to the driver inputs of the corresponding regulators whose outputs are connected to executive mechanisms installed respectively on the cooling water supply line. supplying aerating air and titrant regulating the maximum pH value in apparatus C The disadvantage of this system is the low quality of control The process is the largest in pI, due to the fact that the formation of a control effect on the supply of titrant using a controller that does not take into account changes in the dynamic characteristics during the process does not provide optimal cultivation conditions, resulting in a decrease in the yield of the target product.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  система автоматического управлени  периодическим процессом ферментации, содержаща  контуры стабилизации расхода воздуха на аэрацию давление и температуры в аппарат, включающие соответственно датчики измер емых параметров, регул торы и исполнительные механизмы, и контур регулировани  величины рН, включающий датчик и блок задани  оптимальной величины рН в аппарате, выходы которых подсоединены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого подключен к выходу релей {ого блока, последовательно соединенные датчик и обратную модель канала управлени  без запаздывани , а также переключающее реле, выход которого соединен с исполнительными механизмами , установленны1-1и на линии подачи в апгшрат щелочи и кислоты 2Closest to the present invention is a system for automatic control of a periodic fermentation process, containing contours of air flow stabilization for aeration pressure and temperatures in an apparatus, including sensors of measured parameters, regulators and actuators, and a pH control loop, including the optimum pH in the apparatus, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of which is connected to the output of the relay, been consistent connected sensor and a reverse control channel model without lag, as well as a switching relay, whose output is connected to the actuators, on supply line ustanovlenny1-1i apgshrat in alkali and acid 2

Однако качество регулировани  рН с помопью известной системы невысокое , поскольку продолжительность дозы кислоты или щелочи, подаваемой в аппарат,   .ч етс  посто нной при любом отклонении вeJПIчины рН от за132However, the quality of pH adjustment with the help of a well-known system is low, since the duration of the dose of acid or alkali supplied to the apparatus is constant at any deviation of the pH from pH.

данного значени , что приводит к перидозировке титран/га   случае небольших отклонений величины р от задани , в то врем  как при измененииof this value, which leads to peridosity of titrants / ha in the case of small deviations of the p value from the task, while

свойств культуральной жидкости вproperties of the culture fluid in

ходе процесса и при умен1,ше1;ии отклонений по рИ продолжительность дозы титранта также должна корректироватьс . При значительном изменении характеристик периоднческого процесса ферментации передозировка тптранта оказываетс  существенной и приводит к длительным отклонени 1-.4 рН до заданного значени , что приводит Dduring the process and with smart, 1, and 2 variations in the pI, the duration of the titrant dose must also be adjusted. With a significant change in the characteristics of the periodic fermentation process, an overdose of tptran appears to be significant and leads to long-term deviations of 1-4 pH to a given value, which leads to D

конечном итоге ic снижению выход.а целевого продукта.the final ic reduction in yield. And the target product.

Цель изобретени  - увс;ли СНие вь;хода целевого продукта путем повышени  качества управлени .The purpose of the invention is a UVS; whether SNi Vb; the course of the target product by improving the quality of control.

Поставленна  цель достигаетс  тем что система автоматическотч.) управлени  периодр ческим процессом фе)ментации , содержаща  контуры CTa6tkiH3aции расхода поздухп пл аэ 1ацню, д.авлени  и теьтературы li аппарате, включающие соответстЕ енно датчики измер емых параметров, регу.а торы и исполнительные , и контур pej--yjn-iровани  величины рН, включающий датчик и бл:ок задани  оптимальной величины в аппарате, В1 1ходы которых подсоединены к соответствующим входам первого сумматора, выхол. которого подключен к входу релейного блока последовательно соединенные датчик и обратную модель канала управлени  без запаздывани , а также переключающее реле, выход которого св зан с испол}штельными механизмами, установленными на линии подачи в аппарат щелочи и кислоты, снабжена блоком управлени , вторым сумматором и последовательно соединен1гыми третьим сумматором, ключевым элементом и регул тором , при этом входы третьего сумматора соедине1 ы с выходами первого сумматора и обратной модели, в,1ходы релейного блока и регул тора подключены соответственно к первому и второму входам переключающего реле выход которого св зан с первым входом второго сумматора, к второму входу KOTopoio подключен выход обратной модели, один из входов блока управлени  соединен с входом первого сумматора, другой вход - с выходом второго сумматора, а выход подключен к управл ющему входу переключа- ющего реле и второму входу ключевого элемента. На чертеже представлена блок-схем системы автоматического управлени  процессом ферментации. Система содержит контур стабилизации температуры в аппарате 1. вклю чающий датчик 2 температуры, подключенный к входу регул тора 3, св занного с исполнительным механизмом 4, установленным н а линии подачи охлаждающей воды. Контур стабилизации рас хода воздуха на аэрацию содержит дат чик 5 расхода воздуха, подключенный к входу регул тора 6, св занного с исполнительным механизмом 7, установ ленным на линии подачи воздуха на аэрацию. Контур стабилизации давлени  в аппарате содержит датчик 8, подключенный к входу регул тора 9, св занного с исполнительным механизмом 10, установленным на линии отход щих из аппаратов газов. Контур регулировани  величины рН в аппарате содержит последовательно соединенные датчик 11 рН, первый сумматор 12, св занный с блоком 13 задани  оптимального профил - регулировани  рН, третий сумматор 14, ключевой элемент 15, регул тор 16, переключающее реле 17, второй вход которого подключен к выходу релейного блока 18, соединенного с выходом первого суммато ра 12, последовательно соединенные обратную модель 19 канала управлени  подключенную к датчику, 11, второй сумматор 20 и блок 21 управлени , вторые входы которых подключены соответственно к выходам переключающег реле 17 и первого сумматора 12. Выход переключающего реле 17 св зан с исполнительным механизмам 22 и 23 установленнь1ми соответственно на линии подачи щелочи либо кислоты в аппарат 1. Система автоматического управлени  работает следующим образом. При отключении величины рН, измер емой датчиком 11, от заданного оптимального значени , на выходе первого сумматора 12. возникает рассогласование , поступающее на третий сумматор 14, входы релейного регул тора 18 и блока 21 управлени . Сигнал с выхода датчика 11 поступает также на выход обратной модели 19, значени  параметров которой равны усредненным значени м параметров передаточной функции канала управле 3 ни  процессом ферментации по величине рН. СигналС выхода обратной модели 19 поступает через, второй сумматор 20 на вход блока 21 управлени , где формируетс  результирующий сигнал , который сравниваетс  с заданным пороговым значением. При отклонении текущего значени  результирующего сигнала от установленного порогового значени  в блоке 21 управлени  формируетс  командный сигнал, поступающий на управл ющий вход переключающего реле 17 и на вход ключевого элемента 15. Если значение результирующего сигнала вьппе установленного порогового значени , в блоке 21 управлени  формируетс  командный сигнал, обеспечивающий посредством переключающего реле 17 подключение выходы релейного блока 18, формирующего управл ющее воздействие в виде импульсов, посто нных по амплитуде U(t), н входы исполнительных механизмов 22 и 23. В зависимости от знака отклонени  рН от заданного значени  с помощью исполнительного механизма 22 или 23 осуществл етс  подача дсЗзы титранта посто нной по амплитуде, в аппарат . Одновременно сигнал с выхода переключающего реле 17 поступает на вход второго сумматора 20, где управл ющее воздействие U(t) сравниваетс  с выходом обратной модели 19, передаточна  функци  которой aппpoкcIiмиpyeтc  обратной передаточной функцией кана- ла управлени  величиной рН. Поскольку обратна  модель 19 включена последовательно с задатчиком 11 рН, то выходной сигнал обратной модели 19 тождественен входному сигналу канала управлени  величиной рН, т.е. входному воздействию U(t). При соответствии параметров передаточной функции обратной модели текущим параметрам передаточной функции канала управлени  величиной рН рассогласование между выходным сигналом переключающего реле, равным в данном случае , и выходным сигналом обратной модели 19, равным при Wj(P) WgCP) величине входного воздействи  X(t), так как в этом случае ,w,(p).w.-- () , X(t) и где Wg() - передаточна  функци  объекта; ( ) - передаточна  функци  обратной модели; 5 :отсутствует и сигнал на выходе вто-. рого сумматора 20 равен нулю. При этом в блоке 21 управлени  с величиной порогового значени  сравниваетс  только величина сигнала рассогласовани  между заданным и текущим значе ни ми рН поступающего на вход блока 21 упрадлени  с выхода первого сумматора 12, Вследствие воздействи  релейного блока 18 на подачу титранта (щелочи либо кислоты) с помощью исполнительного механизма 22 или 23 происходит уменьшение величины откло нений рН от заданной. В этом случае рассогласование йа выходе первого сумматора 12 уменьшаетс  и при дости жении заданной пороговой величины бл управлени  21 выдает командн сигна поступающий Н1Э ключевой элемент 15, который осуществл ет подключение вых да третьего сумматора 14 на вход рег л тора 16. Одновременно комайдный сигнал с выхода блока 21 управлени  поступает на управл юпрй вход перекл чающего реле 17, которШй при этом осуществл ет коммутацию выходного сигна ла аналогового регул тора 16 на вход исполнительного механизма 22 и 23, Если к этому моменту времени величи|на рН не достигла заданного значени  то выходной сигнал первого сумматора 12, не равный нулю, поступает на вход регул тора 16, который продолжает формировать воздействие через переключающее реле 17 на подачу титранта . Поскольку подключение регул тора 1 босуществл етс  вблизи устанавливающегос  значени  рН, то регул то 16 обеспечивает доведение рН к задан ному значению малыми дозами титран-. та. Это исключает передозировку титранта , а следовательно, исключаетс  неблагопри тное вли ние подаваемых растворов щелочи и кислоты на выход целевого продукта биосинтеза. По мере дальнейшего протекани  периодического процесса ферментации реологические свойства культуральной жидкости измен ютс , ухудшаютс  массообменные характеристики и качество гидродинамической обстановки в аппарате. В конечном итоге это приводит к тому, что динамические свойства канала регулировани  величины рН з удшаютс . В этом случае дл  уменьшени  длительности переходных процессов по каналу регулировани  рН следует увеличить подачу титранта максимальной дозы, В предлагаемой 13 системе это достигаетс  за счет того , что при отклонении параметров передаточной функции канала регулировани  рН вследствие изменени  свойств культуральной жидкости от параметров обратной модели рассогласование между выходным сигналом обратной модели 19 и выходным сигналом переключающего реле 17 не равно нулю . Этот сигнал рассогласовани  с выхода второго сумматора 20 вместе с.сигналом рассогласовани  при отклонении рН от заданного значени  с выхода первого сумматора 12 поступает на вход блока 21 управлени , в котором полученный результирующий сигнал продолжает сравниватьс  с заданной величиной порогового значени . При превьш1ении результирующий сигналом порогового значени  блок 21 управлени  вьщает командный сигнал, поступающий на переключающее реле 17, которое вновь коммутирует выходной сигнал релейного блока 18 на вход исполнительного механизма 22 или 23, обеспечива  подачутитранта в аппарат 1, При изменении динамических характеристик канала регулировани  рН (например при отклонении текущего значени  коэффициента усилени  объек1 та по каналу регулировани  величины рН от значени  коэффициента в модели, например при уменьшении его) врем  достижени  результирующим сигналом установленного порогового увеличиваетс . В этом случае сигнал с выхода блока 21 управлени  на переключение реле 17 не поступает и подача в аппарат 1 дозы максимальной величины продолжаетс . При достижении результирующим сигналом установленного порогового значени  с выхода блока 21 управлени  поступает сигнал на ключев.ой элемент 15 и переключающее реле 17, В этом случае на вход регул тора 16 через третий сумматор 14 поступает сигнал рассогласовани  с выхода первого сумматора 12 и выходной сигнал обратной Модели 19, обеспечивающий компенсацию инерционности канала регулировани  величины рН, способству  снижению длительности переходного процесса, а выход регул тора 16 коьдаутируетс  на соответствуюпщй исполнительный механизма, с помощью которого осуществл етс  доведение величины рН до заданного значени . При отклонении текущего значени  коэффициента усилени  объекта по каналу регулировани  рН в сторону увеличени  его от значени , ydтановленного в модели, результирующий сигнал, формируемый в блоке 21..управлени , быстрее достигнет установленного .порогового значени . .За счет этого продолжительность подачи дозы титранта максимальной амплитуды ограничена , а подключение регул тора 16 обеспечивает дов.едение рН до заданного значени  без существенного перерегулировани  . Таким образом, в предлагаемой системе за счет коррекции продолжительности дозы титранта максимальной величины в зависимости от изменений коэффициента усилени /объекта , определ емых по величине рассрг-ласовани  между выходным сигналом обратной модели 19 и сигналом входного воздействи  на объект, поступающего с выхода переключающего реле 17 обеспечиваетс  качественное регулирование величины рН в аппарате 1.This goal is achieved by the fact that the system automatically controls the periodical process of the fementation, which contains the circuits CTa6tkiH3aatsii flow rates from the latent air flow, the pressure and temperature of the apparatus, including sensors of measured parameters, regulators and actuators, and The pej-yjn-i contour of the pH value, which includes the sensor and the bl: about setting the optimum value in the apparatus, B1 1 whose inputs are connected to the corresponding inputs of the first adder, exhaust. which is connected to the input of the relay unit in series connected sensor and reverse model of the control channel without delay, as well as a switching relay, the output of which is connected with the use of joint mechanisms installed on the supply line to the alkali and acid apparatus, is equipped with a control unit, a second adder and in series connected by a third adder, a key element and a controller, while the inputs of the third adder are connected to the outputs of the first adder and the inverse model, in, the inputs of the relay unit and the controller under Switched to the first and second inputs of the switching relay respectively, the output of which is connected to the first input of the second adder, the output of the reverse model is connected to the second input of the KOTopoio, one of the inputs of the control unit is connected to the input of the first adder, another input is connected to the output of the second adder to the control input of the switching relay and the second input of the key element. The drawing shows block diagrams of an automatic fermentation process control system. The system contains a temperature stabilization circuit in the apparatus 1. A temperature sensor 2 connected to the input of the controller 3 connected to the actuator 4 installed on the cooling water supply line. The circuit for stabilizing the flow rate of air for aeration contains an air flow sensor 5 connected to the inlet of controller 6 connected to the actuator 7 installed on the air supply line to the aeration. The pressure stabilization circuit in the apparatus contains a sensor 8 connected to the input of the regulator 9 connected to the actuator 10 installed on the line of gases leaving the apparatus. The pH control loop in the device contains a pH sensor 11, connected in series, the first adder 12 connected to the block 13 for setting the optimal profile - pH control, the third adder 14, the key element 15, the regulator 16, switching relay 17, the second input of which is connected to the output of the relay block 18 connected to the output of the first adder 12, the control channel model 19 connected in series with the sensor 11, the second adder 20 and the control unit 21, the second inputs of which are connected respectively to you odes pereklyuchayuscheg relay 17 and the first adder 12. The output of the switching relay 17 associated with the actuators 22 and 23 respectively on line ustanovlenn1mi supplying alkali or acid into the apparatus 1. The automatic control system operates as follows. When the pH value measured by the sensor 11 is disconnected from the specified optimal value, at the output of the first adder 12. a mismatch occurs, which is fed to the third adder 14, the inputs of the relay controller 18 and the control unit 21. The signal from the output of the sensor 11 is also fed to the output of the inverse model 19, the parameters of which are equal to the average values of the parameters of the transfer function of the channel control 3 or the fermentation process over the pH value. The signal C of the output of the inverse model 19 is fed through, the second adder 20 to the input of the control unit 21, where a resultant signal is generated which is compared with a predetermined threshold value. When the current value of the resulting signal deviates from the set threshold value in control unit 21, a command signal is generated that arrives at the control input of the switching relay 17 and at the input of the key element 15. If the value of the resultant signal exceeds the set threshold value, a command signal is generated in control unit 21, providing, via a switching relay 17, connecting the outputs of a relay unit 18, which forms a control action in the form of pulses of constant amplitude U (t), The inputs of the actuators 22 and 23. Depending on the sign of the pH deviation from the setpoint, the actuator 22 or 23 is used to feed a DC titrant of constant amplitude into the apparatus. At the same time, the signal from the output of the switching relay 17 is fed to the input of the second adder 20, where the control action U (t) is compared with the output of the inverse model 19, the transfer function of which is transmitted by the inverse transfer function of the pH control channel. Since the inverse model 19 is connected in series with the pH adjuster 11, the output signal of the inverse model 19 is identical to the input signal of the pH control channel, i.e. input effects U (t). When the parameters of the transfer function of the inverse model correspond to the current parameters of the transfer function of the control channel for the pH value, the mismatch between the output signal of the switching relay, is equal in this case, and the output signal of the inverse model 19, equal to the input action X (t), when Wj (P) WgCP), since in this case, w, (p) .w .-- (), X (t) and where Wg () is the transfer function of the object; () is the transfer function of the inverse model; 5: absent and the signal at the output of the second. The left adder 20 is zero. In this case, in control block 21, only the magnitude of the error signal between the set and current pH values of the control unit 21 coming to the input from the output of the first adder 12, is compared with the threshold value. Due to the effect of the relay block 18 on the supply of titrant (alkali or acid) using The actuator 22 or 23 decreases the value of pH deviations from the set one. In this case, the error of the output of the first adder 12 is reduced, and when a predetermined threshold value of the control unit 21 is reached, a command signal is received by the incoming H1E key element 15, which connects the output of the third adder 14 to the controller input 16. At the same time, the commed signal from the output the control unit 21 is supplied to the control input of the switching relay 17, which at the same time switches the output signal of the analog controller 16 to the input of the actuator 22 and 23, If by this time moment The pH of the first adder 12, which is not equal to zero, is fed to the input of the regulator 16, which continues to generate an effect through the switching relay 17 to supply the titrant. Since the connection of the regulator 1 is carried out near the established pH value, the regulation 16 ensures that the pH is adjusted to the set value by small doses of titrant-. that This eliminates the overdose of the titrant and, therefore, eliminates the adverse effect of the alkali and acid solutions supplied on the yield of the target biosynthesis product. As the batch fermentation process proceeds further, the rheological properties of the culture fluid change, the mass transfer characteristics and the quality of the hydrodynamic conditions in the apparatus deteriorate. Ultimately, this leads to the fact that the dynamic properties of the channel for adjusting the pH value are better. In this case, in order to reduce the duration of transient processes in the pH control channel, the titrant delivery of the maximum dose should be increased. In the proposed system, 13 this is achieved due to the deviation of the parameters of the transfer function of the pH control channel due to changes in the properties of the culture fluid from the parameters of the inverse model The signal of the reverse model 19 and the output signal of the switching relay 17 is not zero. This error signal from the output of the second adder 20 together with the error signal when the pH deviates from the set value from the output of the first adder 12 enters the input of control unit 21, in which the resulting signal continues to compare with the specified threshold value. When the resultant signal of the threshold value is exceeded, the control unit 21 outputs a command signal to the switching relay 17, which again switches the output signal of the relay unit 18 to the input of the actuator 22 or 23, providing the substitute to the apparatus 1, When the dynamic characteristics of the pH control channel change (for example when the current value of the object amplification coefficient deviates along the pH adjustment channel from the value of the coefficient in the model, for example, while decreasing its The resulting signal of the set threshold increases. In this case, the signal from the output of the control unit 21 to the switching of the relay 17 is not received and the supply to the apparatus 1 of the dose of the maximum value continues. When the resulting signal reaches the set threshold value from the output of control unit 21, a signal is sent to the key element 15 and a switching relay 17. In this case, the input of the regulator 16 through the third adder 14 receives the error signal from the output of the first adder 12 and the output signal of the inverse Model 19, which compensates for the inertia of the pH adjustment channel, helps to reduce the duration of the transition process, and the output of the regulator 16 is transferred to the appropriate actuator and with which it is performed bringing the pH to a predetermined value. If the current value of the gain of the object along the pH control channel deviates from its value from the model established in the model, the resulting signal generated in the control unit 21 will reach the set threshold value more quickly. Due to this, the duration of the maximum amplitude titrant dose delivery is limited, and the connection of the regulator 16 ensures that the pH is brought to a predetermined value without significant overshoot. Thus, in the proposed system, by adjusting the duration of the titrant dose to a maximum value depending on changes in the gain / object, determined by the amount of clearance between the output signal of the inverse model 19 and the input signal on the object coming from the output of the switching relay 17 quality regulation of the pH in the device 1.

Стабилизаци  температуры в аппарате t осуществл етс  с помощью регул тора 3 и исполнительного механизма 4, воздействующего подачу охлаждающей воды.The temperature in the apparatus t is stabilized by means of the regulator 3 and the actuator 4, acting on the cooling water supply.

Стабилизаци  расхода воздуха на аэрацию и давлени  в аппарате осущестBJ; eтc  соответственно с помощью регул торов 6 и 9 и исполнительных механизмов 7 и ТО, воздействующих на подачу воздуха в аппарат и сброс отход щих газов.Stabilization of air consumption for aeration and pressure in the apparatus; etc, respectively, with the help of regulators 6 and 9 and actuators 7 and maintenance, acting on the air supply to the device and the discharge of exhaust gases.

В результате реализации системы автоматического управлени  периодическим процессом ферментации путем повышени  качества управлени  посредством дискретно непрерывного дозировани  раствором щелочи и кислоты на разных этапах нестационарного процесса , исключающего неблагопри тное вли ние избыточных доз щелочи и кислоты на выход при биосинтезе, увеличиваетс  выход щелевого продукта на 3,5%.As a result of the implementation of the automatic control system for the batch fermentation process, by improving the quality of control through discrete continuous dosing with an alkali and acid solution at different stages of the non-stationary process, eliminating the adverse effect of excess alkali and acid doses on the biosynthesis yield, the yield of the slit product increases by 3.5 %

Экономический эффект составл ет 7,6 тыс. руб. в год. . .The economic effect is 7.6 thousand rubles. in year. . .

Claims (1)

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ФЕРМЕНТАЦИИ, содержащая контуры стабилизации расхода воздуха на аэрацию, давления и температуры в аппарате, включающие соответственно датчики измеряемых параметров, регуляторы и исполнительные механизмы, и контур регулирования величины pH, включающий датчик и блок задания оптимальной величины pH в аппарате, выходы которых подсоединены к соответствующим входам первого сумматора, выход которого подключен к входу релейного блока, последовательно соединенные датчик и обратную модель канала управления без запаздывания, а также переключающее реле, выход которого связан с исполнительными механизмами, установленными на линии подачи в аппарат щелочи и кислоты, отличающаяся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта путем повышения качества управления, она снабжена блоком управления, вторым сумматором и последовательно соединенными третьим сумматором, ключевым элементом и регулятором, при этом входы третьего сумматора соединены с выходами первого сумматора и обратной модели, выходы релейного блока и регулятора .подключены соответственно к первому и второму входам переключающего реле, выход которого связан с первым входом второго сумматора, к второму входу * которого подключен выход обратной модели, один из входов блока управления соединен с входом первого сумматора, другой вход - с выходом второго сумматора, а выход подключен к управляющему входу переключающего реле и второму входу ключевого элемента.AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF THE PERIODIC FERMENTATION PROCESS, containing circuits for stabilizing the air flow for aeration, pressure and temperature in the apparatus, respectively comprising sensors of measured parameters, regulators and actuators, and a pH control circuit, including a sensor and a unit for setting the optimum pH in the apparatus, outputs which are connected to the corresponding inputs of the first adder, the output of which is connected to the input of the relay unit, a series-connected sensor and a return m del control channel without delay, as well as a switching relay, the output of which is connected to actuators installed on the supply line to the alkali and acid apparatus, characterized in that, in order to increase the yield of the target product by improving the quality of control, it is equipped with a control unit, the second the adder and connected in series with the third adder, the key element and the controller, while the inputs of the third adder are connected to the outputs of the first adder and the inverse model, the outputs of the relay unit and connected to the first and second inputs of the switching relay, the output of which is connected to the first input of the second adder, to the second input * of which the output of the reverse model is connected, one of the inputs of the control unit is connected to the input of the first adder, the other input to the output of the second adder, and the output is connected to the control input of the switching relay and the second input of the key element. SU „„1102813SU „„ 1102813
SU833558507A 1983-03-01 1983-03-01 Automatic control system for fermentation process SU1102813A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833558507A SU1102813A1 (en) 1983-03-01 1983-03-01 Automatic control system for fermentation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833558507A SU1102813A1 (en) 1983-03-01 1983-03-01 Automatic control system for fermentation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1102813A1 true SU1102813A1 (en) 1984-07-15

Family

ID=21051763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833558507A SU1102813A1 (en) 1983-03-01 1983-03-01 Automatic control system for fermentation process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1102813A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 819800, кл. G 05 D 27/00, 1981. 2. Федосеев К.Г. Физические основы и аппаратура микробного синтеза биологически активных соединений. М., 1977, с. 222-223. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1102813A1 (en) Automatic control system for fermentation process
SU429064A1 (en) METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF POLYMERIZATION PROCESS OR ETHYLENE COPOLYMERIZATION
SU1597865A1 (en) Method of automatic control of process of continuous production of enzymic lysate
SU1206307A1 (en) Method of automatic control for continuous sterilization of nutrient media
SU1399342A1 (en) System for automatic control of periodic fermentation process
SU909663A1 (en) Periodic fermentation process automatic control system
SU1019408A1 (en) Periodic process of fermentation automatic control system
SU1232682A1 (en) Method of automatic control for process of sterilizing multiple-component nutrient medium
SU981966A1 (en) Fermentation periodic process automatic control method
SU1382852A1 (en) System for automatic control of process of growing microorganisms
SU819800A1 (en) Periodic microbiological sythesis process automatic control system
SU1094027A2 (en) Method of automatic control of process for sterilizing culture medium
SU1073283A1 (en) System for automatic control of the process of continuously growing microorganisms
SU1007092A1 (en) System for automatic control of periodic fermentation process
SU1683562A1 (en) Method and device for controlling hothouse temperature condition
SU966673A1 (en) Method and apparatus for automatic control of continuous growing of microorganisms in bioreactor
SU1520497A1 (en) Apparatus for controlling polymerization process
SU968794A1 (en) Method of automatic control of microorganism continuous cultivation process
SU1114871A1 (en) Method for automatic adjusting of ceramic article firing temperature
SU1118405A1 (en) Arrangement for regulating reactor operation
SU1314211A2 (en) System for controlling temperature conditions of low-temperature separation unit
SU1334000A1 (en) Method of regulating condensation pressure in refrigerator
SU411124A1 (en)
SU1666539A1 (en) Method for automatically controlling batch process of growing animal cells in fermenter having stirrer
SU1252340A1 (en) Automatic control system for temperature conditions of inclined diffusion unit