SU1286627A1

SU1286627A1 - Способ автоматического управлени процессом брожени

Info

Publication number: SU1286627A1
Application number: SU853833708A
Authority: SU
Inventors: Миндаугас Зигмович Милашаускас; Юргис-Казимерас Юргевич Станишкис; Римвидас Юозович Симутис; Витаутас Антонович Жалкаускас
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1985-01-02
Filing date: 1985-01-02
Publication date: 1987-01-30

Description

11286627

Изобретение относитс к бродильной промьшшенности, а именно к производству спирта из крахмалистого сьфь , и частично может быть использовано в производстве спирта из других видов j сырь .

Цель изобретени - повьпнение выхода целевого продукта.

.Сущность изобретени заключаетс в следующем.

В течение процесса биосинтеза скорость вьщелени углекислого газа, св занна с синтезом биомассы и про /r f .;;-.

Qtt.

(6)

где K,K,K,j - коэффициенты пропор15;и- ональности, определ емые из соотношений

к,, К,

.-

V N v Kj

г Использу измер емые величины

, QN и ОП, соотношение /|u определ ют по уравнению (6) и по его велиiS

чине осуществл ют регулирование температуры брожени в ферментере таким образом, чтобы соотношение /(4 бьшо максимальным.

На чертеже изображена система, реализующа предлагаемый способ.

Система соЪтоит из ферментера 1, контура регулировани рН культуральной св занна с синтезом продук- 20 среды в ферментере, включающего дат- та и биомассы;чик 2 рН культуральной среды, который

св зан через регул тор 3 рН с исполнительным механизмом 4, установленным на линии подачи буферного агента, контура регулировани температуры в ферментере , содержащего блок 5 измерени расхода буферного агента, блок 6 измерени скорости вьщелени углекислого газа в процессе микробиологического

дукта, определ етс соотношением

QCO.C к.,г (1)

где X - концентраци микроорганизмов;

Qf-n f- часть выдел ющегос углекис-

лого газа из ферментера.

К,К - коэффициенты пропорциональности .

Когда в ферментере накапливаетс большое количество биомассы, что характерно дл периодических процессов брожени и непрерывных процессов брожени с малой скоростью разбавлени , увеличиваетс часть вьщел ющегос

25

,углекислого газа, св занного с жизне- - синтеза, блок 7 определени оптической

плотности культуральной среды в ферментере , блок 8 определени окончани лаг-фазы роста микроорганизмов, блок 9 определени соотношени , экстремаль де тельностью микроорганизмов QCO

,Qco,(2)

где К - коэффициент пропорциональ- кости;

QCO iK часть вьщел ющегос углекис-35 ный регул тор 10 температуры брожё- лого газа, св занного с жиз- ни в ферментере, который св зан с неде тельностью микроорганизмов . Если во врем ферементации опреде40

исполнительным механизмом 11, установленным на линии подачи охлаждающей воды.

л ть оптическую плотность (ОП) культуральной среды в ферментере, тогда QCO можно определ ть из выражени

of

к,- 0. (3)

40

Система работает следующим образом.

Сигнал от датчика 2 рН культуральной среды подаетс на регул тор 3 рН культуральной среды, который сравнигде Kj - коэффициент цропорционально- 5 вает заданное значение рН в ферментере с текущим и формирует сигнал дл исполнительного механизма 4, измен ющего подачу буферного агента в ферментер . Скорость подачи буферного агента измер ют блоком 5 измерени расхода буферного агента, сигнал которого подаетс в блок 8 определени окончани лаг-фазы роста микроорганизмов . В блоке 8 во врем ферментасти .

Суммарное вьщеление углекислого га- за из ферментера, таким образом, определ етс из выражени (4)

Qco,, «pX-fK,Z °

+KjOir(4)

Скорость роста микроорганизмов пропорциональна скорости потреблени азота микроорганизмами

ре с текущим и формирует сигнал дл исполнительного механизма 4, измен ющего подачу буферного агента в ферментер . Скорость подачи буферного агента измер ют блоком 5 измерени расхода буферного агента, сигнал которого подаетс в блок 8 определени окончани лаг-фазы роста микроорганизмов . В блоке 8 во врем ферментаQv ,K.(uX,

(5) 55 ции определ ют скорость роста микрогде К - коэффициент пропорциональности . Из уравнени (4) и (5) получаем:

организмов из следующей зависимости:

, . X(tK-,)-X(tK) jUX(t,)

.;;-.

Qtt.

(6)

к,, К,

.-

V N v Kj

г Использу измер емые вели

, QN и ОП, соотношение дел ют по уравнению (6) и по плотности культуральной среды в ферментере , блок 8 определени окончани лаг-фазы роста микроорганизмов, блок 9 определени соотношени , экстремальный регул тор 10 температуры брожё- ни в ферментере, который св зан с

Система работает следующим образом.

Сигнал от датчика 2 рН культуральной среды подаетс на регул тор 3 рН культуральной среды, который сравнивает заданное значение рН в ферментевает заданное значение рН в ферментере с текущим и формирует сигнал дл исполнительного механизма 4, измен ющего подачу буферного агента в ферментер . Скорость подачи буферного агента измер ют блоком 5 измерени расхода буферного агента, сигнал которого подаетс в блок 8 определени окончани лаг-фазы роста микроорганизмов . В блоке 8 во врем ферментаорганизмов из следующей зависимости:

, . X(tK-,)-X(tK) jUX(t,)

де uX(t) - скорость роста микроор- ганизмов в момент времени t.

XCt.KM)X (t)

ut -k

концентраци микроорганизмов в момент времени .5

k-1

концентраци микроорганизмов в момент времени

Ьк;

интервал времени между Ю

измерени ми.

Когда uX(t) превьшает заранее заданную величину А, блок 8 выдает сиг-, нал на блок 9 определени соотношени 1-5 и начинает управление температурного режима в ферментере.

В то же врем блоком 6 измерени скорости вьщелени углекислого газа измер ют скорость выделени углекислого газа из ферментера и блоком 7 определени оптической плотности ку- льтуральной среды измер ют оптическую

плотность культуральной среды. Сигна- лы из блоков 6 и 7 измерени соответственно подают на блок 9 определени соотношени , в котором формируют сигнал , пропорциональный соотношению удельной скорости вьщелени целевого продукта с удельной скоростью роста микроорганизмов, который поступает в экстремальный регул тор 10 температуры брожени в ферментере, которьй формирует сигнал дл исполнительного механизма 11, установленного на линии подачи охлаждакицей воды.

5

-5

0

Claims

Формула изобретени

Способ автоматического управлени процессом брожени , включающий регулирование температуры брожени в фер- ментере, отличающийс тем, что, с целью повышени выхода целевого продукта, дополнительно измер ют скорость выделени углекислого газа, вьщел ющегос из ферментера, скорость потреблени азота микроорганизмами в ферментере, оптическую плотность куль- туральной среды и определ ют окончание ЛАГ-фазы роста микроорганизмов путем-, сравнени скорости потреблени азота микроорганизмами с заданной, а регулирование температуры брожени производ т по окончании ЛАГ-фазы роста микроорганизмов таким образом, чтобы максимизировать соотношение, определ емое из следующей зависимости:

0

5

//W

к г

ЧМ2

If

р;,

к„

где JK - удельна скорость роста микроорганизмов; - удельна скорость вьщепени

целевого продукта;

QCO скорость вьщелени углекислого газа; Q к, скорость потреблени азота

микроорганизмами; 015 - оптическа плотность культуральной среды в ферментере;

К, ,К, К

- коэффициенты пропорциональности .

BytpepHb/u агент

Углекислый газ

f f

Охлатдающай дода