Способ автоматического управления процессом стерилизации многокомпонентной питательной среды

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 С 12 Q 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3826759/28-13 (22) 18.12.84 (46) 23.05.86. Бюл. Ф 19 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика (72) В.В.Коровин, П.И.Ходаков, Д.П.Панов и В.В.Письменный (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 913345, кл. G 05 D 27/00, 1978. (54) (57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ MHO0KOMIIOHEHTHOA ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ, состоящей из сахаросодержащего и азотосодержащего компонентов и воды, включающий регулирование расхода каж"

„.SU„„1232682 А1 дого компонента в стерилизационнуЮ колонку и регулирование давления в стерилизационной колонке изменением расхода пара с учетом расхода каждого компонента и температуры на выходе иэ колонки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества управления, регулируют темпера. ратуру предварительного нагрева каждого компонента, корректируют величину ее задания в зависимости от изменения заданий расхода и температуры стерилизации соответствующего компонента и измеряют давление пара в общем коллекторе, а регулирование давления в стерилизационной колонке осу ществляют с учетом измеренного давления пара в общем коллекторе.

С:.!232682

Изобретение относится к автоматизации управления технологическими процессами, а именно к способам автоматического управления процессом стерилизации питательных сред в микробиологической, пищевой промышленности.

Цель изобретения -повышение качества управления, На чертеже изображено устройство, реализующее данный способ.

На линии подачи компонентов питательной среды в стерилиэационную колонку 1 установлен датчик 2 расхода, своим выходом связанный с входами регуляторов 3 и 4. Регулятор 3 соединен с регулирующим органом 5, установленным на линии подачи компонентов питательной среды. На линии выхода стерильной питательной среды из стерилизационной колонки 1 установлен датчик 6 температуры, своим выходом соединенный с регулятором 7.

На линии общего коллектора пара устаб новлен датчик 8 давления, своим выходом соединенный с регулятором 9.

На линии ввода пара в стерилизационную колонку 1 установлен датчик 10 давления, выход которого соединен с первым входом регулятора 11, второй вход которого соединен с выходом сумматора 12. Входы сумма-" тора 12 соединены с выходами регуляторов 4, 7 и 9. Выход регулятора 11 соединен с регулирующим органом (клапаном) 13, установленным на ли" нии подачи пара в стерилизационную колонку.

В емкостях 14 — 16 сахаросодержаще го, аз о тсоде ржаще го компон енто в . и промывочной воды установлены соответственно датчики 17 — 19 температуры, своими выходами соединенные с входами регуляторов 20 — 22, вторые входы которых соединены с вычислительным устройством 23. Выходы регуляторов 20 — 22 соединены с соответствующими исполнительными органами 24 †: 26, установленными на линии подачи пара в емкости предварительного подогрева компонентов питательной среды.

На вход вычислительного устройства 23 поступают данные значений заданий расхода и температуры стерилизации всех компонентов питательной среды.

Способ осуществляется следующим образом.

Сигнал, пропорциональный расходу компонентов питательной среды, с датчика 2 поступает на регулятор 3 расхода, который в соответствии с заданием расхода формирует управляющий сигнал регулирующему органу 5 при увеличении расхода над заданным на закрытие проходного отверстия, при уменьшении — на открытие. Сигнал, пропорциональный давлению в стерилизационной колонке 1, с датчика 10 поступает на регулятор 11, который в соответствии с величиной задания формирует управляющий сигнал регулирующему органу 13. При превышении текущего давления над заданным регулирующий орган закрывает проходное отверстие трубопровода, при уменьшении открывает. Сигнал задания регулятору

ll поступает с сумматора 12, где формируется в результате алгебраического сложения сигналов, поступающих

íà íего от регуляторов 4, 7 и 9, в свою очередь получающих сигналы от соответствующих датчиков 2, 6 и 8 расхода, температуры и давления. При увеличении расхода сигнал на выходе регулятора 4 увеличивается, при уменьшении уменьшается, на выходе регулятора 7 при увеличении температуры сигнал уменьшается, при уменьшенин увеличивается, на .выходе регулятора 9 при увеличении давления в коллекторе пара сигнал уменьшается, при уменьшении увеличивается. Сигналы, пропорциональные температуре в емкостях компонентов питательной среды, с датчиков 17 " 19 поступают на соответствующие регуляторы 20 — 22 и далее на регулирующие органы 24 — 26 и в случае превьппения текущей температуры над заданием уменьшается подача пара, при уменьшении увеличивается. Сигнал задания регуляторам 20

22 температуры формируется в вычислительном устройстве 23 на основании вводимых в него величин заданий температуры и расходов соответствующих

Ь и в соответствии с формулами н

Т вЂ” ---- (Т вЂ” t ); и С. и н с с Си с с и и С и и н

Т вЂ” -- — (Т вЂ” t )

Си A и

1232682 и и G н

t = T — -- - (T — t ) н н в в Си в в в где t С", " — температура предвариС 4 Е тельного нагрева соот5 ветственно сахаросо-; держащего, аэотсодержащего компонентов и воды; ,с — измененная температун и и ра предварительного нагрева соответствующего компонента и воды»

Т,ТА,Tв — температурР стерили- 5 зации соответствующего компонента и воды; н н

Т,Т,Т вЂ” заданная температура стерилизации; и н

G G,G — заданный расход соотс я в ветствующего компонента и воды; и н

G, G, G — измененный расход соответствующего компонента и воды, 25

Н величина коррекции температуры предварительного подогрева любого компонента при изменении от начальных условий температуры стерилизации и расхода.

В случае задаваемой температуры стерилизации или увеличения задания расхода компонента питательной среды величина задания температуры на предварительный подогрев увеличивается, в случае уменьшения задаваемой температуры стерилизации или уменьшения

40 задания расхода компонента питательной среды она уменьшается.

Пример 1. Поступивший раствор на стерилизацию имеет большую концентрацию вредной микрофлоры и 45 в связи с этим задание на изменение температуры стерилизации технологии изменяют от Т = 130 С до и

Ь

А

Т = 134 С, а задание расхода — от и м и и 50

G = 18 — до С" = 15 --. Дпя начаць4 ч А ч ных условий в еличина пер ер е гули ро вания наименьшая для выбранных настро-. ечных коэффициентов регулятора М выбранной контрольной точки при

Ь вЂ” 70 С. Для того, чтобы оставить клапан в том же положении, когда проходит то же количество пара, необходимого для достижения той же эффективной стерилизации и такого же и малого перерегулирования, t4 должно быть по формуле (1) равно 62 С, т.е. дс = 8 С в сторону уменьшения температуры предварительного подогрева. Если с4" не изменить, то это приведет к резкому увеличению температуры стерилизации и необоснованному перерасходу пара, а в случае стерилизации сахаросодержащего компо-, нента — к дополнительным потерям редуцирующих веществ.

Пример 2. Пусть Т

Т * 134 С 6" - 18 — ° С"

4 У 4 ЧВ Д

4 70 С ta" 82 6 С» ht

-12,6 в сторону увеличения температуры предварительного подогрева. н

Если t не изменить, То это приведет в начальный момент к резкому уменьшению температуры стерилизации н проскоку нестерипьного продукта в загружаеьвй ферментер из-за нехватки пара в начальный момент.

В случае колебаний давления в общем коллекторе система функционирует следующим образом, 130 С1 мз

= 2l —ч

При увеличении давления датчик 8 вырабатывает сигнал, пропорциональный этому изменен во, и подает его на вход регулятора 9, на выходе которого сигнал уменьшается и, поступая на сумматор 12, уменьшает алгебраическую суьеюу корректирующих сигналов, в данный момент неизменных, вызывая уменьшение задания регулятору 11 ° С датчика 10 давления сигнал, пропорциональный давлению пара на входе трубопровода в стерилиэационную колонку

1, поступает на регулятор 11, в данном случае он увеличивается вследствие увеличения давления в общем коллекторе пара. Увеличение сигнала текущего давления и уменьшение сигнала задания приводят к их резкому рассогласованию и увеличивают быстродействие работы регулятора 11 по прикрытию клапана 13. При уменьшении давления в в общем коллекторе сигнал с датчика 8 уменьшается и, поступая на вход регулятора 9, приводит к получению на его выходе, увеличения сигнала. Этот сигнал, поступая на сумматор 12 увеличивает алгебраическую сумму кор- ректирующих сигналов, вызывая увеличение задания регулятору ll. В это .

1232682

Оваций юллевмл

Составитель Г.Богачева

Техрец И.Попович Корректор И.Муска

Редактор Н.Гунько

Заказ 2737/2? Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 время с датчика 10 давления сигнал, поступающий на регулятор 11, уменьшается, Увеличение сигнала задания и уменьшение сигнала о текущем давлении приводят к их резкому рассогласованию и увеличению быстродействия работы регулятора 11 по открытию клапана 13.

Пример 3. При P — давлении в общем коллекторе, равном 6 ати, P - давление после клапана 13 равст но 3 ати и Т„, - температура стери с лизующего пара 143 С. При увеличении до Р, 6,5 ати и неизменном положении клапана 13 Р 3 2 ати Т„, 144,6 С, Эти изменения вызывают уменьшение расхода компонента пита„3 тельной среды на 0,5 -- и увеличении ч

Т, на 5 С. Функционирование контура, 5 учитывающего колебания давления в. общем коллекторе, направлено на упреждение таких колебаний, не ожидая отклонения по температуре на выходе из стерилизационной колонки 1 имеющего некоторое запаздывание.

Таким образом, использование данI ного способа управления процессом стерилизации многокомпонентной пита>5 тельной среды по сравнению с известным позволит повысить качество стерилизации за счет повышения качества управления.