SU890375A1 - Способ автоматического управлени процессом выращивани аэробных микроорганизмов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к .автоматическому управлению процессом выращивани  аэробных микроорганизмов и может быть использовано в производствах , основанных на микробиологическом синтезе. Известен способ автоматического уп равлени  процессом выращивани  микроорганизмов , заключающийс  в подаче воздуха на аэрацию с коррекцией по величине концентрации углекислого газа в отход щих газах 1 . Однако в способе не учитываютс  концентраци  углекислого газа во вход щем воздуха и скорость изменени  концентрации углекислого газа во вход щем и выход щем воздухе, вследствие чего подача воздуха не  вл етс  оптимальной , а следовательно, уменьшаетс  выход целевого продукта. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ автоматического управлени  процессом культивировани  микроорганизмов , предусматривающий регулирование расхода воздуха на аэрацию и измерение разности концентрации углекислого газа во вход щем и выход щем воздухе и стабилизацию температуры и давлени  в аппарате 2 . Недостаток известного способа заключаетс  в невысокой эффективности управлени  подачей аэрирующего воздуха из-за отсутстви  в нем управлени  по параметру, характеризующему интенсивность дыхани  микроорганизмов - скорости выделени  углекислого газа, что приводит к снижению выхода целевого продукта. Цель изобретени  - повышение выхода целевого продукта. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу автоматического управлени  процессом выращивани  аэробных микроорганизмов, предусматрив-чющем регулирование расхода воздуха на аэрацию, измерениеразности концентраций углекислого газа во вход щем и выход щем воздухе и стабилизацию температуры и давлени  в аппарате, определ ют значение производной от разности концентраций углекислого газа во вход щем и выход щем воздухе, а регулирование расхода воздуха на аэрацию корректируют в зависимости от значени  производной. На чертеже представлена схема устройства , реализующа  предлагаемый спо соб. Схема содержит аппарат 1, датчик 2 давлени  в аппарате 1, св занный с ре гул тором 3 стабилизации давлени  в аппарате, выход которого подключен к исполнительному механизму k, датчик 5, измер ющий температуру в аппарате и св занный с регул тором 6, выход которого подключен к исполнительному механизму 7 газоанализаторы 8 и 9 служащие дл  измерени  концентрации углекислого газа во вход щем и выход щем из аппарата 1 воздухе соответственно , выходы которых подключены к блоку 10 определени  разности, св занному с блоком 11 дифференцировани , выход которого подключен к регу л тору 12 производной разности концентраций углекислого газа, формирующего величину коррекции регул тору 13 стабилизации расхода воздуха на аэрацию , измер емого с помощью датчика Н выход регул тора 13 подключен к исполнительному механизму 15. Функционирование схемы происходит следующим образом. Стабилизацию давлени  и температу ры в аппарате 1 осуществл ют с помощью регул торов 3 и 6 и исполнительных механизмов k и 7, воздействую щих на сброс отход щих из аппарата 1 газов и подачу воды на охлаждение. В начале процесса выращивани  мик роорганизмов интенсивность дыхани  микроорганизмов невелика и концентра ци  углекислого газа в отход щих газах , измер ема  газоанализатором 9 посто нна, практически равна концентрации углекислого газа во вход щем в аппарат 1 воздухе, измер емой газс анализатором 8. Разность концентраций COj при этом, измер ема  с помощью блока 10, равна нулю и сигнал на выходе его, а также сигнал на выходе блока 11 дифференцировани  и ре гул тора 12, формирующего величину коррекции регул тору 13. равен нулю. В данном случае осуществл етс  стаби лизаци  расхода воздуха на аэрацию с помощью регул тора 13 и исполнитель8 4 ного механизма 15, установленного на линии вход щего воздуха. По мере дальнейшего развити  микроорганизмов вследствие повышени  интенсивности дыхани  происходит увеличение концентрации COj в выход щем воздухе, что воспринимаетс  газоанализатором 9 и вызывает по вление сигнала на выходе блока 10. Скорость изменени  разности концентрации СО дпредел етс  блоком 11 дифференцировани  и приводит к по влению сигнала на выходе регул тора 12, который формирует величину сигнала, корректирующеНо задание регул тору 13 стабилизации расхода воздуха. Регул тор 1 3 с помощью исполнительного механизма 1 5 осуществл ет увеличение подачи воздуха на аэрацию таким образом, чтобы коиценграци  COj в отход щих газах установилась посто нной, что свидетельствует об удовлетворении потребностей микроорганизмов в кислороде. В данном случае разность концентраций COj на выходе блока 10 не равна нулю, но посто нна , а сигнал на выходе блока 11 дифференцировани  принимает нулевое значение : и корректирующий сигнал с выхода регул тора 12 на регул тор 13 не поступает. Дальнейшее повышение интенсивности дыхани  вновь приводит к возрастанию СО в отход щих газах, что воспринимаетс  газоанализатором 9 и приводит к изменению разности концентраций СО,, определ емой с помощью блока 10 во вход щем и выход щем из аппарата Т воздухе, что вызывает по вление сигнала на выходе блока 10 и сигнала, отличного от нул  на выходе блока 11 дифференцировани . Выходной сигнал последнего поступает на регул тор 12, формирующий величину корректирующего сигнала регул тору 13, который измен ет подачу воздуха на аэрацию до по влени  нулевого сигнала на выходе блока 11 дифференцировани . Понижение интенсивности дыхани  микроорганизмов по аналогии с рассмотренным выше, приводит к у меньше-. нию концентрации СО в отход щих га3325 и к по влению сигнала на выходе блока 10, изменение которого устанавливаетс  получением производной на выходе блока 11 дифференцировани , формированмю корректирующего сигнала регул тору 13 стабилизации расхода воздуха на аэрацию и уменьшени  последнего с помощью исполнительного механизма 15 до получени  нулевого значени  производной на выходе блока 11.

Поддержание нулевого значени  производной от разности концентраций СО2 во вход щем и выход щем воздухе путем изменени  расхода на аэрацию обеспечивает услови  дл  поддержани  экстремума по интенсивности дыхани  ми кроор гани змов.

В результате реализации способа обеспечиваютс  оптимальные услови  жизнеде тельности микроорганизмов, что приводит к увеличению выхода целевого продукта по сравнению с известным способом на 1-1,5.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ автоматического управлени  процессом выращивани  аэробных микроорганизмов , предусматривающий регулирование расхода воздуха на аэрацию, и.змерение разности концентраций углекислого газа во вход щем и выход щем воздухе и стабилизацию температуры и давлени  в аппарате, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода, определ ют значение производной от разности концентраций углекислого газа во вход щем и выход щек воздухе, а регулирование расхода воздуха на аэрацию корректируют в зависимости от значени  производной.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1,Авторское свидетельство СССР weOZSil, кл. С 12 В 1/08, 1378.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 355213, кл. С 12 В 1/08.

   rajb