SU775122A1

SU775122A1 - Способ автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов

Info

Publication number: SU775122A1
Application number: SU782646983A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Андреев; Владимир Иванович Бобошко; Звенислава Ярославовна Козаневич; Ирина Сергеевна Долда
Original assignee: Киевский Институт Автоматики Им. Хху Съезда Кпсс
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1980-10-30

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

1

Изобретение откоситс к микрсбиологической промышленности.

Известен способ автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов, использук ций дл выработки управл ющего воздействи подстраиваемую математическую модель ферментаци .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов , предусматрив-ЕЮЩий определение величины экономического коэффициента использовани субстрата через определенные промежутки времени, сравнение с предыдущим значением и в зависимости от результата сравнени корректировку концентрации питательного субстрата и расхода воздуха и раствора питательных солей.

Недостатками известных способов автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов вл етс TOV что они Мсшо эффективны, так как предлагают управление по статической характеристике процесса, который обладает значительной инерционностью и в промежутках времени 4-6 ч (врем переходного процесса) ..

вл етс неуправл емым по концентрации питательного субстрата.

Целью изобретени вл етс интенсификаци процесса культивировани

5 микроорганизмов и повышение эффективности использовани питательного субстрата .

Эта цель достигаетс тем, что коррекцию концентрации субстрата осуществл ют в зависимости от величины концентрации питательного субстрата, соответствуквдей наибольшему усредненному значению коэффициента выхода биомассы.

15 При этом вычисление коэффициента выхода биомассы производ т с учетом динамики процесса, путем периодического определени значений ординат весовой функции, которые используют дл

20 приведени количества поступающих питательных веществ к выходу объекта управлени - концентрации дрожжей в дрожжерастильном аппарате. В статике

25 GAP ()-САР Сдр

.i-. t---. . . --При Dconst, (Л

i GC ( с

где Gjjp , GC - количество дрожжей и

субстрата; 30 QO ъ расход сусла и воды; CAP --c концентраци дрожжей и питательного субстра та; О -скорость разбавлени . .. С учетом динамических свойств про цесса мгновенное значение CAP. (2) )-h(t-t;)de где h(t) - весова функци ; Т - пам ть объекта (врем переходного процесса кана ла С(-, при D const) t - текущий момент. Процессами, которые о.бладают дина мическими свойствами, присущими проц су культивировани микроорганизмов, необходимо управл ть таким-образом, чтобы получить максимальное значение показател , по которому ведут управление за известный промежуток времени Т, равный в насто щем способе дли не пам ти объекта. С учетом этого If ( j Ccrobit-i -W( : iT , или () в дискретном виде . пД|: ы ,. b-i X J-o -i где N - количество рещений згщачи на интервале времени Т; а - количество ординат весовой функции h(t). При этом технологические ограничени по концентрации остаточных питательных веществ Ссдст.техн конце раций дрожжей в выход щей из дрожаппарата суспен.зии представлены как г JLV г - с.ост.техн К1 А с. 1 Лр--гехч 7 APi где CC.OCT и С др - параметры, ана логичные расположенным в левой части неравенств (5) и (6), рассчитываютс в вычислительном устройстве. Реализаци предлагаемого способа осуществл етс следуюдим образом. Допустиг-1ую область изменени кон . центрации питательного субстрата раз бивают на р д значений. Каждому изэтих значений при моделировании на адаптивной динамической модели соот . ветствует определенна траектори дв жени процесса по концентрации дрож жей и остаточным питательным вещест вом в дрожжевой суспензии, выход щей из дрожаппарата, и вычисленное по со ответствующей формуле значение коэфф циента выхода биомассы, которые усре н ютс на интервале времени, равном длине пам ти объекта. Среди получ ного р да траекторий, удовлетвор ющи граничени м, выбира ту, котора меет наибольшее усредненное значение коэффициента выхода биомассы, а соответствующее ей значение концентрации питательного субстрата используют дл коррекции текущего значени концентрации питательного субстрата на промежутках времени, меньших длинЬ пере-, ходного процесса. На чертеже представлена блок-схема способа.автоматического управлени процессом культивировани микроорганизмов . Использу информацию о процессе . выращивани дрожжей вдрожаппарате 1, поступающую or датчика 2 концентрации остаточных питательных веществ и датчи-ка 3 концентрации дрожжейна линии дрожжевой суспензии,.выход щей из дрожаппарата, а -также от датчика 4 и 5 расхода питательных веществ и воды на лини х материальных потоков сусла и воды, на разбавление, датчика б концентрации питательного-субстрата на линии подачи в аппарат и датчика 7 объема культуральной-жидкости в аппарате,блок & адаптивной модели, представл ющий- собой систему дифференциальных уравнений, периодически подстраивают, привод т к адекватности процессу в аппарате. Использу блок 8, блок 9 определ ет значени ординат весовой функции h(t),примен емой в формуле (2) дл учета динамики процесса. Моделиру в блоке 8 процесс культивировани микроорганизмов при различных значени х концент.рации пит-ательного субстрата, получают соответствующий р д траекторий движени системы (процесса), каждой из точек .которых соответствуют определенные значени концентрации дрожжей и кон- центрации остаточных питательных веществ в выход щей из дрожаппарата дрожжевой суспензии и вычисл емые в блоке 10 по формуле (2) значени коэффициента выхода биомассы. Вычисленные в блоках 8 и 9 значени концентрации дрожжей, остаточных- питательных веществ и коэффициента выхода биомассы поступают в блок 11, где их усредн ют по формулам (t) , (5), (6) и одновременно провер ют на ограничени - формулы- (5), (&) . Если ни одна из траекторий не удовлетвор ет заданным ограничени м, то сигнал об этом из блока 11 поступает на исполнительный орган 12 на линии дрожжевой суспензии,.выход щей из дрожаппарата, на частичное перекрытие . При выпол нении ограничений частью траекторий либо всеми среди них в блоке 11 наход т траекторию с наибольшим усредненным значением коэффициента выхода биомассы и соответствующее ему значение концентрации питательного субстрата. Сигнаш, соответствующий найденному значению концент

Claims

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом культивирования микроорганизмов, предусматривающий коррекцию концентрации подаваемого питательного субстрата, отличающий — 15 с я тем, что, с целью повышения эф-’ фективности использования питательного субстрата, коррекцию его концентрации осуществляют в зависимости от величины концентрации питатель20 кого субстрата, соответствующей наибольшему усредненному значению коэффициента выхода биомассы.