SU1597865A1 - Способ автоматического управлени процессом непрерывного получени ферментолизата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам автоматического управлени  технологическими процессами переработки биомассы микроорганизмов - ферментативному гидролизу биомассы микроорганизмов. Цель изобретени  - снижение расхода ферментного препарата на ферментолиз и увеличение производительности реактора за счет корректировки технологических потоков. Производство ферментолизатов включает подготовку биомассы, разбавление исходного продукта до заданной концентрации и PH, ферментативный гидролиз подготовленного сырь  при заданном PH и непрерывный отбор готового ферментолизата. Дл  снижени  расхода ферментного препарата и увеличени  производительности реактора подачу раствора фермента корректируют в зависимости от расхода сырь , поступающего в реактор, подачу дрожжевой суспензии на подготовку сырь  производ т в зависимости от уровн  в реакторе, а отбор ферментолизата из реактора осуществл ют по разности качественных характеристик электропроводности ферментолизата до и после реактора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматизации технологического процесса и может быть использовано в микробиологической промышленности, например в процессе получени  ферментолизата - продукта ферментативного гидролиза биомассы микроорганизмов.

Целыо изобретени   вл етс  снижение расхода ферментного препарата на ферментолиз и увеличение производительности реактора за счет корректи-: ровки технологических потоков.

На чертеже представлена схема реализации способа управлени  процессом непрерывного получени  ферментолиза- |та.

Схема содержит смеситель 1, в ко-, торый поступают дрожжева  суспензи  на подготовку, разбавитель и титрующий агент. В смесителе 1 расположен датчик рН 2 подготовленной дрожжевой суспензии (или сырь ), функционально св занный через вторичный прибор 3 с встроенным регул тором с исполнительным механизмом 4, уста05

сд

новленным на линии подачи в смеситель титрующего агента Датчик 5 концентрации , функционально св занньй с вто- ричрым прибором 6 со встроенным регул тором , установлен на линии подачи сырь  из смесител  1 в реактор 7, в котором расположен контур стабилиза- щш температуры, включающий датчик 8 i температурь, через вторичный прибор 9 со встроенным регул тором св занный с исполнительным механизмом 10, установленным на линии подачи греющего агента в змеевик реактора 7. В реакторе 7 расположен также контур регулировани  рН, включающий датчик рН 11, соединенный через вторичный прибор 12 со встроенным регул тором и исполнительным механизмом 13, установленным на трубопроводе подачи в реактор 7 титрующего агента. На линии подачи раствора фермента в реактор 7 установлен датчик 14 расхода раствора фермента, а на линии подачи сырь  в реактор 7 установлен датчик 15 рас- хода сырь , функционально св занные через вторичный прибор 16 со встроен- HbiM регул тором с исполнительным механизмом 17 на линии подачи раствора фермента. Выходы датчиков 18 и 19 качества на лини х подачи сырь  и отбора ферменТолизата соответственно св заны через сумматор 20 и вторичный прибор 21 со встроенным регул тором с исполнительным механизмом

22 на линии отбора ферментолизата,

Контур подачи дрожжевой суспензии на подготовку сырь  содержит датчик 26 расхода дрожжевой суспензии, св -  анный через вторичный прибор с регул тором 25 с исполнительным механизмом 27 на линии подачи дрожжевой суспензии в смеситель. Датчик 23 уровн  в реакторе 7 через вторичный прибор 24 св зан с задатчиком регул тора 25. Датчик 5 концентрации через вторичный прибор 6 с регул тором функционально св зан с задатчиком .регул тора 28, вход которого соеди- нен с выходом датчика 30 расхода разбавител , а выход регул тора 28 соединен с входом исполнит ельного механизма 29, установленного на линии подачи разбавител .,

Способ осуществл ют следующим образом .

В смеситель 1 двум  потоками пода ,ют дрожжевую суспензию и разбавитель

5

Q 5. Q 5

например технологическую воду, в соотношении , обеспечивающем разбавле- . ние суспензии до заданной концентрации . рН подготовленной дрожжевой суспензии (сырь ) контролируют датчиком рН 2 и поддерживают на заданном уровне по сигналу с вторичного прибора 3 исполнительнь1м механизмом 4 на линии подачи в смеситель 1 титрующего агента. Концентрацию сьфь  контролируют датчиком 5 концентрации , сигнал с которого через вторичный прибор 6 поступает на контур регулировани  подачи разбавител . Подготовленное сырье непрерывно подают в реактор 7 со змеевиком.. Температуру сырь  в реакторе 7 контролируют датчиком 8 температуры и регулируют подачей греющего агента в змеевик через исполнительный механизм 10 по сигналу от регул тора 9. В реактор 7 подают титрующий агент и контролируют рН среды в реакторе датчиком рН 11, а регулирование рН осуществл ют по сигналу с датчика 11 через вторичный прибор 12 с регул тором посредством исполнительного механизма 13 на линии подачи в реактор 7 титрующего агента. В реактор 7 подают также раствор фермента, расход которого регулируют контуром, включающим датчик 14 расхода раствора фермента, вторичный прибор 16 с регул тором и исполнительный механизм 17. Задание регул тору 16 корректируют в зависимости от величины расхода сырь , контролируемой датчиком 15 расхода, т.е. при увеличении расхода сырь  пропорционально увеличивают расход раствора фермента и наоборот. Датчиками 18 и 19 качества, установленными на лини х подачи сырь  и отбора ферментолизата из реактора 7, контролируют изменение качества по- .тока до и после реактора. Сигналы с датчиков 18 и 19 поступают на сумматор 20, где происходит вычисление разности этих сигналов и сравнение ее с заданным значением. Исполнительный механизм 22 пО сигналу с регул тора 21 осуществл ет изменение величины отбора ферментолизата из реактора 7, привод  вычисленную разность сигналов от датчиков качества к заданному значению.

Уровень в реакторе 7 контролируют датчиком 23 и вторичным прибором 24, сигнал с которого корректируют зада

5 .

ние регул тору 25 контура регулировни  подачи дрожжевой суспензии в смситель дл  обеспечени  посто нной в личинь уровн  в реакторе. При изменении подачи дрожжевой суспензии в смеситель 1 измен ют величину концерации сырь  после смесител , контролируемого приборами 5 и 6. Сигнал с прибора 6 корректирует задание регул тору 28 контура регулировани  расхода разбавител  дл  приведени  концентрации сырь  к заданному значени регул тор 28 также проводит сравнен сигнала датчика 30 расхода разбавител . В случае рассогласовани  этих сигналов с регул тора 28 на исполнительный механизм 30 поступает команда на увеличение или уменьшение расхода разбавител  путем открывани или закрывани  исполнительного механизма 30.

Пример. Смеситель 1 заполн ют водно-дрожжевой суспензией со ст дии плазмолиза производства БВК с концентрацией 11-12% сухих веществ. Одновременно провод т подтитровку водно-дрожжевой суспензии 20%-ным раствором NaOH или 15%-ным растворо НС1. Величину рН непрерывно контролируют датчиком рН 2, а подачу титрующего агента регулируют исполнительным механизмом 4. Б смеситель 1 подают большую часть- титрующего агента (грубое титрование). Концентрацию готового сырь  измер ют датчиком 5 концентрации, сигнал с которого через вторичный прибор 6 поступает на задатчик регул тора 28 управл ющего работой исполнительного механизма 29, измен ющего величину потока разбавител . Из смесител  1 сьфье непрерывно поступает в реактор 7, при этом датчиком 15 расхода фиксируют скорость поступлени  сырь  а датчиком 18 качества - его качество . Одновременно в реактор 7 при непрерывном перемешивании подают раствор фермента пропорционального расходу сырь , контролируемому датчиком 15. .Расход раствора фермента обеспечиваетс  контуром регулировани , вклчающим приборы 14, 16, 17. Одновремено начинают функционировать контуры стабилизации температуры и величины рН в реакторе 7: температуру в реакторе поддерживают на уровне 45-48 С, рН поддерживают подтитровкой, например раствором аммиачной воды, на

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

5

уровне, оптимальном дл  используемого фермента. Длительность процесса ферментолиза 3,5 ч при непрерывном отборе ферментолизата из реактора 7. Качество (степень законченности ферментативного гидролиза) определ ют, сравнива  сумматором 20 сигналы с датчиков 18 качества сырь  (например , электропроводности) перед реактором 7 и датчика 19 качества ферментолиза также электропроводности после реактора 7 с заданным значением их разности. Если результат сравнени  сигналов показывает, что ферментолиз |Проходит не полностью скорость отбора ферментолизата снижаетс , а врем  нахождени  сырь  в реакторе 7 продлеваетс  до окончани  процесса ферментолиза . Это осуществл ют путем изменени  величины отбора ферментолизата из реактора 7 с помощью исполнительного механизма 22 от регул тора 21. При уменьшении отбора ферментолизата из реактора 7 уровень в реакторе начинает расти, датчик 23 уровн  через вторичный прибор 24 корректирует величину подачи дрожжевое суспензии в смеситель 1, привод  уровень в реакторе 7 к заданному значению. Изменение величины потока дрожжевой суспензии через соответствующие к.онтуры регулировани  приводит к изменению величины потоков разбавител  и титрующего агента в реактор 1.

Результаты, полученные при производстве ферментолизатов в опытных услови х известным и предлагаемым способами, приведены в таблице.

Claims (1)

1. Предлагаемый способ позвол ет корректировать подачу раствора фермента в зависимости от подачи сырь , а подачу дрожжевой суспензии в смеситель - в зависимости от уровн  в реакторе. Снижение расхода раствора фермента 5,5 кг/т ферментолизата. Корректировка времени пребывани  сырь  в реакторе путем сравнени  качества сырь  до и после реактора позвол ет повысить производительность установки. Формула из -обретени 

   Способ автоматического управлени  процессом непрерывного получени  ферментолизата, включающий подготовку сырь , непрерывное смешивание компонентов , подаваемых в-реактор, стабилизацию температуры и рН в реакторе , регулирование подачи разбавител 

   1597865

   в зависимости от концентрации сырь , регулирование отбрра ферментолизата, регулирование подачи раствора фермента и дрожжевой суспензии, поступающей на подготовку, отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода ферментного препарата на ферментолиз и увеличени  производительности реактора за счет корректировки технологических потоков, дополнительно измер ют расход сырь , его

   0

   8

   электропроводность, уровень продукта в реакторе, а также электропроводность ферментолизата и корректируют подачу фермента в зависимости от расхода сьфь , поступающего в реактор, подачу дрожжевой суспензии на подготовку сырь  - в зависимости от уровн  продукта в реакторе, а отбор фер- ментализата из реактора осуществл ют по разности злектропроводностей сьфь  и ферментолизата.