SU1446162A1 - Method of automatic control of fermentation process - Google Patents

Method of automatic control of fermentation process Download PDF

Info

Publication number
SU1446162A1
SU1446162A1 SU874189786A SU4189786A SU1446162A1 SU 1446162 A1 SU1446162 A1 SU 1446162A1 SU 874189786 A SU874189786 A SU 874189786A SU 4189786 A SU4189786 A SU 4189786A SU 1446162 A1 SU1446162 A1 SU 1446162A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
level
selector
signal
output
current
Prior art date
Application number
SU874189786A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Борисович Шехтман
Алексей Саркисович Вартанов
Артем Вартанович Бабаянц
Николай Иванович Коломыцев
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 SU874189786A priority Critical patent/SU1446162A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1446162A1 publication Critical patent/SU1446162A1/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Изобретение касаетс  способов автоматического управлени  процессом ферментации, например выращивани  дрожжей на н-парафинах, и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и пищевой промышленности. Цель изобретени  - повьшение производительности ферментатора по биомассе за счет повьше- ни  коэффициента заполнени . При этом, коэффициент заполнени  определ етс  уровнем культуральной жидкости в ферЯ/то вещее ментаторе, а уровень ферментатора ограничен уровнем пены -в аппарате и током двигател  мешалки. Определ ют величины рассогласовани  между теку- пщм и заданным значени ми уровн  пены и тока двигател  мешалки и регулирование уровн  культуральной жидкости в ферментаторе осуществл етс  с коррекцией по одной из них или по наибольшей из них. Блок 21 выбора режима работы селектора 17 обеспечивает ручное переключение селектора в один из трех режимов работы. Первый режим - селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задат- чика 16j при этом сигнал с программно-, го задатчика 20 не пропускаетс . Вто- S рой режим - селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 20, а сигнал с программного за.- датчика 16 не пропускаетс . Третий режим - селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающие с программных задатчиков 16 и 20, выбирает наименьший по величине и пропускает его на выход. 1 ил. О) зэ 1чд fyexatffae cyaieasteiThe invention relates to methods for automatically controlling the fermentation process, for example, growing yeast on n-paraffins, and can be used in the microbiological, pharmaceutical and food industries. The purpose of the invention is to increase the productivity of the fermenter in biomass due to an increase in the filling ratio. At the same time, the filling factor is determined by the level of the culture fluid in the ferro / that of the mentator, and the level of the fermenter is limited by the level of foam in the apparatus and the current of the agitator motor. The magnitudes of the mismatch between the current and the specified values of the foam level and the motor current of the agitator are determined and the level of the culture fluid in the fermenter is adjusted with correction for one of them or for the greatest of them. Unit 21 of the mode selection of the selector 17 provides manual switching of the selector in one of three modes of operation. The first mode, the selector 17, transmits a signal from the software setpoint 16j to the output, while the signal from the programming unit 20 is not passed. The second mode, the selector 17, transmits a signal from the software setpoint 20 to the output, and a signal from the software for the sensor 16 is not transmitted. The third mode - the selector 17 compares with each other the signals coming from the program setters 16 and 20, selects the smallest one and passes it to the output. 1 il. O) ze 1fd fyexatffae cyaieastei

Description

Изобретение относитс  к способам автоматического управлени  процессом ферментации, например выращивани  дрожжей на н-парафинах, и может быть использовано в микробиологической, хими1 о-фармацевтической и пищевой промьгшленности.The invention relates to methods for automatically controlling a fermentation process, for example, growing yeast on n-paraffins, and can be used in microbiological, chemical, pharmaceutical and food industry.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности ферментато- pa по биомассе.The aim of the invention is to increase the productivity of the biomass fermenter.

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства дл  осуществлени  способа автоматического управлени  процессом непрерывной фермента- ции.The drawing shows a schematic diagram of an apparatus for implementing a method for automatically controlling a continuous fermentation process.

В ферментатор 1 подают разделен- нЬми потоками по трубопроводам 2 и 3 соответственно питательные вещества и воду на разбавление. Из аппарата по трубопроводу 4 непрерьгено откачивают дрожжевую суспензию.The fermenter 1 is supplied separated by fluxes via pipelines 2 and 3, respectively, nutrients and water for dilution. The yeast suspension is pumped out of the apparatus through pipeline 4.

Контур регулировани  расхода питательных веществ включает в себ  датчик 5 расхода питательных веществ регул тор 6 расхода питательных веществ и исполнительный механизм 7.The nutrient flow control circuit includes a nutrient flow sensor 5, a nutrient flow controller 6, and an actuator 7.

Контур регулировани  расхода дрожжевой суспензии, отбираемой из ферментатора , содержит датчик 8 расхода дрожжевой суспензии, регул тор 9 расхода дрожжевой суспензии и исполнительный механизм 10.The flow control circuit of the yeast suspension taken from the fermenter contains a flow sensor 8 of the yeast suspension, a flow regulator 9 of the yeast suspension and an actuator 10.

Контур регулировани  уровн  жидкости в аппарате содержит датчик 11 уровн  жидкости, регул тор 12 уров- н  жидкости и исполнительный механизм 13.The liquid level control circuit in the device contains a liquid level sensor 11, a liquid level controller 12 and an actuator 13.

Датчик 14 уровн  пены св зан с позиционным регул тором 15, который св зан с программным задатчиком 16, выход которого св зан с первым входо селектора 17 меньшего сигнала, выход последнего соединен с заданием регул тора 12. Датчик 18 тока мешалки св зан с позиционным регул тором 19, который св зан с программным задатчиком 20, выход которого св зан с вторым входом селектора 1.7. меньшего сигнала. Третий вход селектора 17 соединен с блоком 21 выбора режима работы селектора 17.A foam level sensor 14 is connected to a position regulator 15, which is connected to a software setting device 16, the output of which is connected to the first input of a smaller signal selector 17, the output of the latter is connected to the setting of a regulator 12. A stirrer current sensor 18 is connected to a position regulator a torus 19, which is connected to a software setter 20, the output of which is connected to the second input of the selector 1.7. smaller signal. The third input of the selector 17 is connected to the block 21 of the selection mode of operation of the selector 17.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Контур регулировани , содержащий датчик 5, рех ул тор 6 и исполнительный механизм 7, обеспечивает регулирование расхода питательных веществ в аппарат.The control loop containing sensor 5, Rehallor 6 and actuator 7, provides for the regulation of the flow of nutrients into the apparatus.

Q Q

5 five

0 0

5 five

00

с with

Q Q

00

Контур регулировани , соде.ржащий датчик 8, рег ул тор 9 и исполнительный механизм 10, обеспечивает регу- лгфование расхода дрожжевой суспензии , выводимой из аппарата.The control loop, containing the sensor 8, the regulator 9 and the actuator 10, provides for the control of the flow rate of the yeast suspension withdrawn from the apparatus.

Контур регулировани , содержащий датчик 11 уровн  жидкости, регул тор 12 и исполнительный механизм 13, обеспечивает регулирование уровн  жидкости в ферментаторе. Задание на регул тор 12 уровн  поступает от программных задатчиков 16 и 20 через селектор 17 меньшего сигнала , который повтор ет на выходе меньший из двух входных сигналов. Управление программными задатчиками 16 и 20 осуществл етс  с помощью позиционных регул торов 15 и 19, которые осуществл ют кoppeкI ю задани  регул тору 12 уровн  жидкости в зависимости от уровн  пены и тока мешалки соотйет- ственно.A control loop comprising a liquid level sensor 11, a regulator 12 and an actuator 13 provides for the regulation of the liquid level in the fermenter. The reference to the level controller 12 comes from the program setters 16 and 20 through the selector 17 of the smaller signal, which repeats the output of the smaller of the two input signals. The software control points 16 and 20 are controlled by position controllers 15 and 19, which adjust the level of the liquid level controller 12 depending on the foam level and the stirrer current respectively.

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 программногозадатчика 16, при этом сигнал с программного задатчика 20 не пропускаетс . В первом режиме работы селектор обеспечивает регулирование уровн  жидкости с коррекцией по величине рассогласовани  между текуш м и заданным значени ми уровн  пены. Во втором режиме селектор 17 пропускает на выход сигнал с программного задатчика 20, а сигнал с программного задатчика 16 не пропускаетс . Во втором режиме работы селектор 17 обеспечивает регулирование уровн  жидкости с коррекцией по величине рассогласовани  между текущим и заданным значени ми уровн  тока двигател  мешалки. В третьем режиме селектор 17 сравнивает между собой сигналы, поступающее с программных задатчиков 16 и 20, выбирает наименьший по величине и пропускает его на выход.. В третьем режиме работы селектор 17. обеспечивает регулирование уровн  жидкости с коррекцией по наименьшей из двух величин - рассогласованием между текущими и заданными значени ми уровн  пень и рассогласованием между текущим и заданным значени ми тока двигател  ме1иалки.Unit 21 of the mode selection of the selector 17 provides manual switching of the selector in one of three modes of operation. In the first mode, the selector 17 transmits a signal from the software transmitter 16 to the output, while the signal from the software master 20 is not passed. In the first mode of operation, the selector provides liquid level control with a correction according to the magnitude of the mismatch between the current and predetermined values of the foam level. In the second mode, the selector 17 transmits a signal from the software setter 20 to the output, and a signal from the software setpoint 16 does not pass. In the second mode of operation, the selector 17 provides for the regulation of the liquid level with a correction by the magnitude of the mismatch between the current and the set values of the current level of the agitator motor. In the third mode, the selector 17 compares the signals coming from the program setters 16 and 20, selects the smallest one and passes it to the output .. In the third mode of operation, the selector 17. provides liquid level control with correction by the smallest of two values - the mismatch between current and set stump level values and the mismatch between the current and set values of the melter motor current.

В случае, если с помои1ью блока 21 установлен первый режим работИ.In case with the help of block 21 the first operation mode is set.

3131

селектора 17, то при изменении, например увеличении, уровн  пены, в некоторый момент времени значение сигнала от датчика 14 становитс  больше заданного значени  (I- jc, ±4 ), уста- новленного на позиционном регул торе 15, при этом на выходе последнего по вл етс  сигнал М (меньше), который поступает на программньй задат- чик 16.. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшатьс . Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, который повтор ет на выходе сигнал с задат- чика 16. Выходной сигнал с селектора 17 поступает на вход Задание регул тора 12, значит, оно тоже начинает уменьшатьс . При этом исполнительный механизм 13 начинает закрьшатьс  уровень в ферментаторе 1 начинает уменьшатьс , а значит, уменьшаетс  уровень пены до тех пор, пока он не станет равным заданному (L зад t А).the selector 17, then at a change in, for example, an increase in the level of foam, at some point in time, the value of the signal from the sensor 14 becomes greater than a predetermined value (I-jc, ± 4) installed on the positional regulator 15, while is the signal M (less), which goes to the software setpoint 16. The signal at the output of the programming setpoint begins to decrease. This signal is fed to the first input of the selector 17, which repeats the signal from the setpoint 16. The output signal from the selector 17 goes to the input of the reference of the regulator 12, which means that it also begins to decrease. In this case, the actuator 13 begins to shrivel in the fermenter 1 and begins to decrease, which means that the level of the foam decreases until it reaches the set point (L backward t A).

При этом на выходе регул тора 15 сигнал М снимаетс . Сигнал на выходе программного задатчика становитс  посто нным, а значит, устанавливаетс ноЁое посто нное меньшее задание регул тору 12 уровн .In this case, at the output of the controller 15, the signal M is removed. The signal at the output of the program knob becomes constant, which means that a new constant smaller setting is set to the 12-level controller.

При зл 1еньшении уровн  пены значение сигнала от датчика 14 становитс  меньше заданного (L „д ° зиционном регул торе 15 по вл етс  сигнал Б (больше), который поступает на программньй задатчик 16. При этом сигнал на выходе программного задат- чика начинает увеличиватьс . Этот сигнал поступает на первый вход селектора 17, которьш увеличивает задани регул тору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает открыватьс  уровень в ферментаторе начинает увеличиватьс , а значит, увеличиваетс  уровень пены до тех пор, пока он не станет равным заданному ( )With a decrease in the foam level, the signal value from the sensor 14 becomes less than the set value (L д d ° of the regulator 15, a signal B appears (more), which goes to the program setpoint 16. At the same time, the signal at the output of the program setpoint begins to increase. This signal arrives at the first input of the selector 17, which increases the setting of controller 12. In this case, the actuator 13 begins to open the level in the fermenter begins to increase, which means that the level of foam increases until it becomes equal to nomu ()

Лри этом на выходе регул тора 15 сигнал Б снимаетс . Сигнал на выхо- . де программного задатчика становитс  посто нным, а значит, устанавливаетс  новое посто нное большее задание регул тору 12 уровн .By this, at the output of the controller 15, the signal B is removed. Signal on the output. The program setting point becomes constant, which means that a new permanent larger setting is set to the 12th level controller.

Изменение тока двигател  мешалки в первом режиме работы селектора 17 не оказывает никакого вли ни  на работу регул тора 12 уровн  жидкости.A change in the current of the agitator motor in the first mode of operation of the selector 17 does not have any influence on the operation of the fluid level controller 12.

В случае, если с помощью блока 21 вручную установлен второй режим работы селектора 17, то при изменеIf using block 21 manually set the second mode of operation of the selector 17, then when changing

g g о g g o

5 050

0 g 0 g

,. ,

5five

624624

НИИ, например увеличении тока двигател  мешалки, которое может быть вызвано увеличением уровн  в ферментаторе , значение сигнала от датчика 18 становитс  больше заданного ( ±й} на позиционном регул торе 19, на выходе регул тора 19 по вл етс  сигнал М, который поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает уменьшатьс . Этот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который уменьшает задание регул тору 12. При этом исполнительный механизм 13 начинает закрыватьс , уровень в ферментаторе начинает уменьшатьс , а значит, уменьшаетс  и ток двигател  мешалки до тех пор, пока он не станет равньм заданному (I-jaAi d ) . При этом на выходе регул тора 19 сигнал М снимаетс . Сигнал на выходе программного задатчика становитс  посто нным, а значит, устанавливаетс  новое посто нное меньшее задание регул тору 12 уровн .A scientific research institute, for example, an increase in the motor current of the agitator, which may be caused by an increase in the level of the fermenter, the signal value from sensor 18 becomes greater than the specified value (± d) on positioner 19, the output of regulator 19 is M setpoint 20. At the same time, the signal at the output of the programming setpoint begins to decrease. This signal goes to the second input of the selector 17, which reduces the setting of the controller 12. At the same time, the actuator 13 starts to close, decreases and therefore the motor current of the agitator decreases until it becomes equal to the set value (I-jaAi d). At the output of the regulator 19, the signal M is removed. The signal at the output of the program unit becomes constant, which means , a new constant lower setting is set to level 12 controller.

При уменьшении тока двигател  мешалки , которое может быть вызвано уменьшением уровн  в ферментаторе, значение сигнала от датчика 18 становитс  меньше заданного (I д t .-Д ) на позиционном регул торе 19, на выходе которого по вл етс  сигнал Б, которьй поступает на программный задатчик 20. При этом сигнал на выходе программного задатчика начинает .увеличиватьс  . Этот сигнал поступает на второй вход селектора 17, который увеличивает задание регул тору 12. При этом исполнительньй механизм 13 начинает открыватьс , уровень в ферментаторе начинает увеличиватьс , а значит, увеличиваетс  ток двигател  мешалки до тех пор, пока не стй- нет равным заданному (I зад t ) . При этом на выходе регул тора 19 сигнал о снимаетс . Сигнал на выходе программного задатчика становитс  посто нным , а значит, устанавливаетс  новое посто нное большее задание регул тору 12 уровн .When the current of the agitator motor decreases, which may be caused by a decrease in the level in the fermenter, the signal value from sensor 18 becomes less than the set value (I d t. –D) at positioner 19, at the output of which signal B appears, which goes to software control unit 20. At the same time, the signal at the output of the software control unit begins to increase. This signal arrives at the second input of the selector 17, which increases the reference to the controller 12. At this, the actuator 13 starts to open, the level in the fermenter starts to increase, which means that the stirrer motor current increases until it reaches the set point (I ass t). At the same time, at the output of the controller 19, the signal o is removed. The signal at the output of the program knob becomes constant, which means that a new permanent higher reference is set to the 12th level controller.

Изменение уровн  пены в ферментаторе во втором режиме работы селек- тора 17 не оказьюает никакого вли ни  на работу регул тора 12 уровн  жидкости .The change in the level of foam in the fermenter in the second mode of operation of the selector 17 does not have any influence on the operation of the fluid level controller 12.

В случае, если с помощью блока. 21 вручную установлен третий режим работы селектора, то при изменени хIn case of using a block. 21, the third mode of operation of the selector is manually set;

514А6514A6

уровн  пены тока двигател  мешалки на вход селектора поступают два сигнала с выходов задатчиков 16 и 20 соответственно. В селекторе 17 осуществл етс  их сравнение и наименьший из сигналов повтор етс  на выходе блока 21. Дальнейша  работа устройства осуществл етс  аналогично описан- йрму дл  первого кпи второго режимов ю работы селектора.The engine foam current level of the agitator's engine receives two signals from the outputs of adjusters 16 and 20, respectively, to the selector input. In the selector 17, they are compared and the smallest of the signals is repeated at the output of block 21. Further operation of the device is carried out similarly as described in the first key for the second mode of operation of the selector.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ автоматического управлени  процессом ферментации, заключающийс  15 в регулировании подачи питательных веществ, отбора дрожз.:севой суспензии и- уровн  культуральной жидкости по1626The invention The method of automatic control of the fermentation process, which consists of 15 in regulating the supply of nutrients, the selection of yeast: seed suspension and the level of culture liquid according to 1626 дачей воды, измерении уровн  пены и тока двигател  мешалки, о т л и - чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности; ферментатора по биомассе за счет повышени  коэффициента заполнени , определ ют величину рассогласовани  между текущим и заданным значени ми уровн  пены, величину рассогласовани между текущим и заданным значени ми toKa двигател  мешалки, сравнивают между собой полученные и нормированные величины рассогласований, а регулирование уровн  культуральной жидкости осуществл ют с коррекцией по одной из них или с коррекцией по наибольшей из них.water metering, foam level measurement and motor current of the agitator, in order to improve performance; of the fermentor by biomass due to an increase in the fill factor, the magnitude of the mismatch between the current and predetermined values of the foam level, the mismatch between the current and the specified toKa values of the agitator engine are compared, the obtained and normalized mismatch values are compared, and the level of the culture fluid is compared with a correction for one of them or with a correction for the largest of them.
SU874189786A 1987-02-04 1987-02-04 Method of automatic control of fermentation process SU1446162A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874189786A SU1446162A1 (en) 1987-02-04 1987-02-04 Method of automatic control of fermentation process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874189786A SU1446162A1 (en) 1987-02-04 1987-02-04 Method of automatic control of fermentation process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1446162A1 true SU1446162A1 (en) 1988-12-23

Family

ID=21283798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874189786A SU1446162A1 (en) 1987-02-04 1987-02-04 Method of automatic control of fermentation process

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1446162A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Аиба Ш. и др. Биохимическа технологи и аппаратура. - М.: Пищева промышленность, 1975, с.228-230, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dairaku et al. Maximum production in a bakers' yeast fed‐batch culture by a tubing method
Oliveira et al. Design of a stable adaptive controller for driving aerobic fermentation processes near maximum oxygen transfer capacity
SU1446162A1 (en) Method of automatic control of fermentation process
CN111690085B (en) Automatic control method for chloroprene latex polymerization process
SU981968A1 (en) System for automatic controlling of continuous subfermentation of milk in flow
SU1116060A1 (en) Method of automatic control of microorganism growing process
SU1735372A1 (en) System for automatic control of growing microorganisms in fermenter
SU981966A1 (en) Fermentation periodic process automatic control method
SU983669A1 (en) Method of nutrient medium continuous sterilization automatic controlling
SU1275044A1 (en) Method of automatic control for process of growing germs
SU253726A1 (en) METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OF THE PROCESS OF CONTINUOUS CULTIVATION OF MICROORGANISMS
SU1008715A1 (en) Continuous micro organism growing process automatic control method
SU819800A1 (en) Periodic microbiological sythesis process automatic control system
SU1174909A1 (en) Device for controlling two connected parameters
SU810802A1 (en) Method of automatic control of microorganism continuous culturing process
CN107930557A (en) A kind of chemical process production capacity optimal control method and device
SU1160385A2 (en) System of automatic control of continuous process for souring milk flow
RU2020156C1 (en) System for automatic control of microorganism growing process
CN208145960U (en) A kind of stirring system of phenolic resin reaction kettle
SU1388429A1 (en) Method of controlling process of preparation of culture medium salt solution
SU859490A1 (en) Method to control the process of growing single crystals from the melt
JPS6027685A (en) Method for controlling multistage heater
SU422403A1 (en) INSTALLATION FOR CONTINUOUS COOKING
SU1011687A1 (en) Method for automatically controlling culturing of microorganisms
SU1666539A1 (en) Method for automatically controlling batch process of growing animal cells in fermenter having stirrer