SU1668393A1

SU1668393A1 - Способ автоматического управлени процессом непрерывного выращивани микроорганизмов

Info

Publication number: SU1668393A1
Application number: SU894741169A
Authority: SU
Inventors: Владимир Валентинович Старицкий; Михаил Борисович Шехтман; Александр Георгиевич Григорьев; Людмила Александровна Клименкова; Дина Михайловна Корнилова
Original assignee: Грозненское Научно-Производственное Объединение "Промавтоматика"
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1991-08-07

Abstract

Изобретение позвол ет повысить производительность по биомассе за счет измерени температуры природного газа, кислорода и технологической воды. Регулирование температуры в ферментере осуществл ют с коррекцией по рассчитанной величине удельного количества тепла. В ферментатор 1 подают природный газ, кислород, технологическую воду и питательные соли. Бактериальна биомасса непрерывно откачиваетс по трубопроводу 6, охлажденна вода подаетс в теплообменник 7. Способ автоматического управлени процессом непрерывного выращивани микроорганизмов осуществл етс контуром регулировани расхода природного газа, контуром регулировани расхода кислорода, контуром регулировани расхода питательных солей, контуром регулировани уровн жидкости, контуром регулировани температуры. Данный способ предусматривает также определение величины удельного количества тепла, вводимого в ферментатор, при этом регулирование температуры в ферментаторе осуществл ют с коррекцией в зависимости от величины удельного количества тепла. 1 ил.

Description

Изобретение, относитс к способам автоматического управлени процессами непрерывного выращивани микроорганизмов , например выращивани микробной биомассы на природном газе, и может быть использовано в микробиологический химико-фармацевтической и химической промышленности ,

Цепь изобретени - повышение производительности по биомассе за повышени точности поддержани температуры в Ферментаторе на заданном оптимальном значении.

На чертеже изображена схема устройства дн реализации предлагаемого способа .

Способ автоматического управлени процессом непрерывного выращивани микроорганизмов предусматривает регулирование расходов природного (аза, кислорода, технологической воды и питательных солей в ферментатор, температуры в ферментаторе путем изменени подачи охлаждающей воды в теплообмен- , .к ферментатора, уровн жидкости в ферментаторе путем изменени ее отбора из Ферментатора а также измерение температуры природного газа, кислорода, питагглть- ных солей, технологической води с. последующим определением величины удельного количества тепла, вводимого в ферментатор этими потоками. Регулирование температуры в ферментаторе осуществл ют с коррекцией по рассчитанной величине удельного количества тепла.

Устройство содержит ферментатор 1, подающие трубопроводы 2-5 дл природного газа, кислорода, технологической воды и питательных солей соответственно, отвод щий бактериальную биомассу трубопровод 6, теплообменник 7, в который подаетс охлаждающа вода, датчик 8 расхода природного газа, регул тор 9 расхода природною 1аза, исполнительный механизм 10, датчик 11 расхода кислорода, регул тор 12 расхода кислорода, ислолни- тсльнмй механизм 13, датчик 14 расхода

технологической воды, регул тор 15, исполнительный механизм 16, датчик 17 расхода питательных солей, регул тор 18 расхода питательных солей, исполнительный меxaHi: .JM 19, датчик 20 уровн жидкости в ферментаторе, регул тор 21 уровн , исполнительный механизм 22, датчик 23 темпера- туры в ферментаторе, регул тор 2,4 юмпературы в ферментаторе, выход которого св зан с вторым входом сумматора 25, выход которого в свою очередь св зан с исполнительным механизмом 26, вычислительный блок 27 дл определени удельного количества тепла, первый вход которого

св зан с выходом датчика 28 температуры пит-пельных солей, второй вход - с датчиком 17 расхода питательных солей, третий вход -- с датчиком 14 расхода технологической воды, четвертый - с датчиком 29 температуры технологической воды, п тый - с датчиком 30 температуры природного газа, шестой - с датчиком 8 расхода природного газа, седьмой - с датчиком 31 температуры кислорода, восьмой -сдатчиком 11 расхода

киолс { v i, дес тый - с датчиком 23 температуры в ферментаторе, а выход св зан с первым входом сумматора 25.

Устройство работает следующим обра- ом

i Контур регулировани , включающий датчик 8 расхода природного газа, регул тор 9 расхода природного газа и исполнительный механизм 10, обеспечивает стабилизацию расхода природного газа в

ферментаюр. Контур регулировани , включающий датчик 11 расхода кислорода , регул тор 12 расхода кислорода и исполин тельный механизм 13, обеспечивает стабилизацию расхода кислорода вфермен0 татор.

Контур регулировани , включающий датчик 17 расхода питательных солей, регул тор 18 раскола питательных солей и исполни гельпый механизм 19, обеспечивает

5 стабилизацию расхода питательных солей в ферментатор, Контур регулировани , включающий датчик 20 уровн жидкости в ферментаторе , регул тор 21 уровн и исполнительный механизм 22, обеспечивает стабилизацию уровн жидкости в ферментаторе .

В сумматоре 25 осуществл етс суммирование двух величин - управл ющего воздействи с выхода регул тора 24 температуры в ферментаторе и промасштабиро- ванной величины удельного количества тепла по формуле

U U24 + kQ, где U - выходной сигнал сумматора, %;

U24 - выходной сигнал регул тора, %;

k- масштабный коэффициент, % -ч/Дж;

Q - удельное количество тепла, Дж/ч.

В вычислительном блоке 27 расчета удельного количества тепла осуществл етс расчет удельного (в единицу времени) количества тепла, вводимого в ферментатор потоками природного газа, кислорода, технологической воды и питательных солей, по формуле

4 / ГСсН4 -FCH4(tCH4 - Тф) + СЭ2Х

о L

X Fo2(t02 - 1ф)Ст.В. FT.B.T.B. - Тф) +

х f-02(t02 - 1ф;иг.в. гтшгт. + Ch.c.-Fn.c.(tn.c. -1ф)1аЧ;

где Сен, Со2, Ст.в., Сп.с. - теплоемкость соответственно природного газа, кислорода , технологической воды и питательных солей , Дж/кг-град;

FcH4 . FT.B., Fn.c. - расход соответственно природного газа, кислорода, технологической воды и питательных солей, кг/ч;

tcH4 . tO2i tT.B., tn.c., Ц - температура соответственно природного газа, кислорода , технологической воды, питательных солей и в секторе выращивани , град;

Т - интервал времени, на котором осуществл етс расчет, ч.

Контур регулировани , включающий датчик 23 температуры в ферментаторе, регул тор 24 температуры в ферментаторе, сумматор 25 и исполнительный механизм 26, обеспечивает стабилизацию температуры в ферментаторе. Сигнал, поступающий с выхода вычислительного блока 27 на первый вход сумматора 25 расчета удельного количества тепла, обеспечивает коррекцию подачи охлаждающей воды а теплообменник в зависимости от величины удельного количества тепла, вводимого в аппарат, таким образом компенсиру вли ние скачкообразных изменений расходов природного газа или кислорода, или технологической воды, или питательных солей в ферментатор, а также изменени температуры технологической воды и обеспечивает тем самым точное поддержание температуры в секторе выращивани на заданном значении.

Изменение, -например увеличение, рас- 5 хода природного газа (или кислорода, или технологической воды, или питательных солей ) приводит к увеличению сигнала, поступающего на шестой (или восьмой, или третий, или второй) вход блока 27, при этом

0 подача охлаждающей воды в теплообменник 7 увеличиваетс до тех пор, пока не станет соответствовать новому значению величины удельного тепла, вводимого в ферментатор этими потоками.

5 При уменьшении расхода природного газа (или кислорода, или технологической воды, или питательных солей) устройство работает аналогично, но в обратном пор дке .

0 Изменение температуры технологической воды (или природного газа, или питательных солей, или кислорода) приводит к изменению сигнала, поступающего на третий (или п тый, или седьмой, или первый)

5 вход вычислительного блока 27 расчета теплового количества тепла, что приводит к изменению сигнала на выходе сумматора 25, в результате подачи охлаждающей воды в теплообменник 7 будет измен тьс до тех

0 пор, пока не станет соответствовать новому значению величины удельного тепла, вводимого в ферментатор этими потоками.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа управлени произво5 дительность аппарата по биомассе увеличиваетс на 0,5%.

Claims

Формула изобретени Способ автоматического управлени про0 цессом непрерывного выращивани микроорганизмов , предусматривающий регулирование расходов природного газа, кислорода , технологической воды и питательных солей в ферментатор, а также регулирова5 ние температуры в ферментаторе путем изменени подачи охлаждающей воды в теплообменник ферментатора, уровн жидкости в ферментаторе путем изменени ее отбора из ферментатора, отличающий0 с тем, что, с целью повышени производительности по биомассе, измер ют температуру потоков природного газа, кислорода, питательных солей и технологической воды и определ ют величину

5 удельного количества тепла, вводимого в ферментатор этими потоками, а регулирование температуры в ферментаторе осуществл ют с коррекцией в зависимости от величины удельного количества тепла.