Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ - Патент РФ 2171843
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫРАЩИВАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к микробиологической промышленности, а именно к способам автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов. Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов заключается в регулировании подачи химического реагента для подавления диких микроорганизмов в аппарат для выращивания микроорганизмов в зависимости от разности текущей концентрации диких микроорганизмов и заданной допустимой их концентрации. Регулирование подачей химического реагента осуществляют с учетом значений коэффициента полезности, являющегося отношением константы гибели диких микроорганизмов к константе, учитывающей побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов, и коэффициента, являющегося отношением произведения экономического коэффициента и начального значения концентрации диких микроорганизмов к начальному значению концентрации питательного субстрата. Расчет значений коэффициентов осуществляется по следующим выражениям: а=K/KZ (1), где a - коэффициент полезности; K - константа гибели диких микроорганизмов; KZ - константа, учитывающая побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов; А=YS•y0/S0 (2), где YS - экономический коэффициент; y0 - начальная концентрация диких микроорганизмов; S0 - начальная концентрация питательного субстрата. Изобретение позволяет экономить расход питательного субстрата за счет снижения потребления его дикими микроорганизмами и потерь, обусловленных разложением сырья при химическом воздействии. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2171843
Класс(ы) патента: C12Q3/00
Номер заявки: 99126945/13
Дата подачи заявки: 21.12.1999
Дата публикации: 10.08.2001
Заявитель(и): Воронежская государственная технологическая академия
Автор(ы): Ануфриев В.В.; Дмитриева Л.В.
Патентообладатель(и): Воронежская государственная технологическая академия
Описание изобретения: Изобретение относится к микробиологической промышленности, точнее к способам автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов.
Известен способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, заключающийся в подавлении посторонней микрофлоры путем подачи химического реагента в аппарат (Матвеев В.Е. Основы асептики в технологии чистых микробиологических препаратов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 312 с.; Бочарова Н.Н., Кобрина Ю.П., Разманова Н.В. Микрофлора дрожжевого производства. - М., 1972, гл. V, с. 94-102).
Однако известный способ не учитывает количества посторонней микрофлоры и побочного, негативного влияния химических реагентов на процесс.
Ближайшим техническим решением к предложенному способу является способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, заключающийся в подаче химического реагента в аппарат в зависимости от количества посторонней микрофлоры в аппарате и сравнения этого количества с некоторым допустимым значением (Безрядина Г.Н. Синтез алгоритмов управления в условиях конкурентного взаимодействия популяций микроорганизмов (на примере дрожжевого производства): Спец. 05.13.16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях; 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств; Автореф. дис. канд. техн. наук / Воронеж, гос.технол.акад. - Воронеж, 1997. - С. 8-9).
Однако при использовании рассматриваемого способа не учитывается побочное негативное влияние химических реагентов на развитие полезной культуры, заключающееся в разложении части питательного субстрата и ухудшения его качества. Кроме того, данный способ не определяет режима подачи химического реагента, при котором суммарные потери питательного субстрата (разложение и потребление дикими микроорганизмами) были бы минимальными.
Технической задачей является повышение качества управления процессом выращивания микроорганизмов и снижение потерь питательного субстрата при использовании химического реагента.
Поставленная задача достигается тем, что в способе автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, заключающемся в подаче химического реагента для подавления диких микроорганизмов в аппарат для выращивания микроорганизмов в зависимости от разности текущей концентрации диких микроорганизмов и заданной допустимой их концентрации, новым является то, что управление подачей химического реагента осуществляют с учетом значений коэффициента полезности, являющегося отношением константы гибели диких микроорганизмов к константе, учитывающей побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов, и коэффициента, являющегося отношением произведения экономического коэффициента и начального значения концентрации диких микроорганизмов к начальному значению концентрации питательного субстрата. Расчет значений коэффициентов осуществляется по следующим выражениям:
а = K/KZ, (1)
где a - коэффициент полезности;
K - константа гибели диких микроорганизмов;
KZ - константа, учитывающая побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов;
A = YS • y0/S0, (2)
где YS - экономический коэффициент;
y0 - начальная концентрация диких микроорганизмов;
S0 - начальная концентрация питательного субстрата.
Технический результат изобретения заключается в минимизации суммарных потерь питательного субстрата (разложение и потребление дикими микроорганизмами) путем управления подачей химического реагента в аппарат.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема системы автоматического управления, реализующая предлагаемый способ.
Система содержит: датчики, соответственно, концентрации диких микроорганизмов в аппарате 1 и концентрации питательного субстрата 2; задатчик допустимого количества диких микроорганизмов 3; блок 4 определения константы гибели диких микроорганизмов и константы, учитывающей побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов; блок 5 определения коэффициента полезности и коэффициента, являющегося отношением произведения экономического коэффициента и начального значения концентрации диких микроорганизмов к начальному значению концентрации питательного субстрата; логический блок 6 проверки условия минимума суммарных потерь питательного субстрата (разложение и потребление дикими микроорганизмами); блок 7 определения разности текущей концентрации диких микроорганизмов и заданной допустимой их концентрации; управляющее устройство 8.
Система работает следующим образом.
Сигналы, пропорциональные текущим значениям концентраций диких микроорганизмов и питательного субстрата соответственно от датчиков 1 и 2, поступают в блок 4 определения константы гибели диких микроорганизмов и константы, учитывающей побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов. В блоке 4 осуществляется коррекция этих констант по текущим значениям концентраций диких микроорганизмов и питательного субстрата. С выхода блока 4 информация поступает на вход блока 5 определения коэффициента полезности и коэффициента, являющегося отношением произведения экономического коэффициента и начального значения концентрации диких микроорганизмов к начальному значению концентрации питательного субстрата. На второй вход блока 5 поступает сигнал, пропорциональный начальной концентрации диких микроорганизмов, от датчика 1, на третий вход - сигнал, пропорциональный начальной концентрации питательного субстрата, от датчика 2. Значение экономического коэффициента заранее задается в блоке 5.
Сигнал с выхода блока 5 поступает на вход логического блока 6 проверки условия минимума суммарных потерь питательного субстрата (разложение и потребление дикими микроорганизмами), в котором проверяется выполнение неравенства
O < A ≅ a. (3)
Если условие выполняется, то сигнал с выхода логического блока 6 поступает на вход блока 7 определения разности текущей концентрации диких микроорганизмов и заданной допустимой их концентрации. Следовательно, на два других входа блока 7 поступают сигналы, пропорциональные текущему значению концентрации диких микроорганизмов в аппарате и заданному допустимому значению концентрации диких микроорганизмов, соответственно от датчика 1 и задатчика 3. С выхода блока 7 сигнал поступает на вход управляющего устройства 8, вырабатывающего в соответствии со значением полученной разности управляющее воздействие, которое поступает на исполнительный механизм с регулирующим органом, расположенным на линии подачи химического реагента в аппарат.
Если же условие (3) не выполняется, то оптимальным режимом процесса выращивания микроорганизмов будет постоянная подача химического реагента в аппарат. Следовательно, со второго выхода логического блока 6 проверки условия минимума суммарных потерь питательного субстрата (разложение и потребление дикими микроорганизмами) сигнал сразу поступает на управляющее устройство 8, обеспечивающее постоянную подачу химического реагента в аппарат.
Изобретение позволяет экономить расход питательного субстрата за счет снижения потребления его дикими микроорганизмами и потерь, обусловленных разложением сырья при химическом воздействии.
Формула изобретения: 1. Способ автоматического управления процессом выращивания микроорганизмов, предусматривающий регулирование подачи химического реагента для подавления диких микроорганизмов при выращивании микроорганизмов в зависимости от разности текущей концентрации диких микроорганизмов и заданной допустимой их концентрации, отличающийся тем, что определяют концентрацию питательного субстрата, вычисляют константу гибели диких микроорганизмов и константу, учитывающую побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов, вычисляют коэффициент полезности и коэффициент, определенный в зависимости от отношения произведения экономического коэффициента и начального значения концентрации диких микроорганизмов к начальному значению концентрации питательного субстрата, а подачу химического реагента для подавления диких микроорганизмов осуществляют с учетом вычисленных коэффициентов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент полезности определяют по формуле
a = К / КZ,
где а - коэффициент полезности;
К - константа гибели диких микроорганизмов;
КZ - константа, учитывающая побочное влияние химического реагента на рост полезных микроорганизмов.