4.6. Автоматизація мікробіологічних технологічних процесів

До технологічних процесів із мікробіологічними процесами відносяться ферментаційні апарати та чани як неперервної, так і періодичної дії. У харчовій промисловості вони використовуються для реалізації процесів вирощування дріжджів; бродіння опари, тіста, сусла; ферментації тютюну та ін. У цих процесах використовують різноманітні мікроорганізми: дріжджі – під час виробництва спирту, пива, кормових і хлібопекарських дріжджів; бактерії – під час виробництва оцту та бактеріальних препаратів; гриби – під час виробництва харчових кислот і ферментативних препаратів.

Регульованими величинами в цих апаратах найчастіше є температура, рівень, рН і параметр, що характеризує якість мікробіологічного процесу. За відсутності датчиків для отримання інформації про зміну цих величин, як і в попередньому випадку, використовують стабілізацію певного співвідношення матеріальних потоків, що надходять в апарат.

Прикладом системи автоматизації мікробіологічних процесів є СА апарата для товарного вирощування хлібопекарських дріжджів (АВХД). Ці дріжджі вирощують у дві стадії: стадія Б – засівна, стадія В – товарна. Вхідними продуктами стадії В є вміст апаратів стадії Б, розчин меляси, розчин поживних солей, вода та повітря, вихідними – культуральне середовище з дріжджами. АВХД можуть працювати як апарати періодичної чи напівнеперервної дії. В останньому, найбільш поширеному випадку, їх робочий цикл складається з шести стадій: завантаження, накопичення, відбір, дозрівання, спорожнення, очищення. Основними стадіями є стадії накопичення і дозрівання (виконуються в періодичному режимі функціонування) та стадія відбору (виконується в неперервному режимі функціонування).

Система автоматизації АВХД здійснює програмне управління дозуванням меляси, поживних солей та води, стабілізацію температури і рН, регулювання витрати повітря на аерацію з корекцією за рівнем культуральної рідини, управління процесом піногашення і контроль вмісту кисню та вуглекислого газу в газах, що відходять з апарату. Для програмного дозування меляси застосовують спеціальні дозуючі пристрої. Вода дозується за допомогою регулятора витрати з камерною діафрагмою. Температура в апараті стабілізується подачею холодної води в зовнішню оболонку апарату. Система охолодження може мати також виносний теплообмінник у зовнішньому циркуляційному контурі апарата.

Стабілізація рН культурального середовища в апараті виконується за двома каналами. При рН < 4,5 позиційний регулятор відкриває подачу аміачної води в апарат, за рН > 5,5 цей регулятор подає стисле повітря в ерліфтний дозатор сірчаної кислоти. Подача олеїнової кислоти для піногасіння вмикається автоматично, коли при рівні культуральної рідини в апараті, нижчої певної межі, утворення піни інтенсивне і досягає електродного датчика, встановленого на певній висоті [1, с. 16-26].