Способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД по авт. св. №913345, о Т л и ч а к ад и и с я тем, что, с целью повышения производительности , задание на уменьшение подачи питательной среды корректируют в зависимости от расхода воды, поступившей в холодильник. Я&- ПC/7 f/fi/ &//a Ж /7г//7 а/7 с А ал Cflfi af i )

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (39) (И) 3(5() 4 05 0 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 913345 (21) 3345900/28-13 (22) 12 ° 10.81 (46) 07.11,83. Бюл. М 41 (72) С.М. Чернер, В.В . Алешечкин и Я.A. Ханукаев (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (53) 663.1(088.8) (56) 1. Авторское

М 913345, кл. G 05 (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ

HHTATEJlbHbIX СРЕД по авт. св. 9913345, о т л и ч а ю.ш и и с я тем, что, с целью повышения производительнос-. ти, задание на уменьшение подачи питательной среды корректируют в

- зависимости от расхода воды, поступившей в холодильник.

1053077

65

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом стерилизации питательных сред и может быть использовано в микробиологической, медицинской и пищевой промышленности.

По основному -авт. св. 9 913345 известен способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред в установке, вклю« чающей в себя нагреватель, выдерживатель и холодильник, заключающийся в регулировании температуры нагрева стерилизуемой среды изменением подачи среды и острого пара, при этом последнее осуществляют 15 с коррекцией по температуре среды после. нагревателя, а задание на изменение подачи среды, корректируют по подаче острого пара )1) .

Недостатком данного способа . является низкое качество управления., вызванное относительно быст- . рым снижением коэффициента теплопередачи поверхностей теплообмена холодильниКа, а также наличием возмущающих факторов, таких как колебания давления воды и ее температуры, в результате чего возможно значительное завышение температу.ры питательной среды на выходе холодильника, особенно это недопусти мо для процессов, в которых пита- тельная среда подается в ферментационное оборудование непосредственно в процессе биосинтеза. . Целью изобретения-является повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом стерилизации питательных сред в установ- 40 ке, включающей в себя нагреватель, выдерживатель и холодильник, заключающемуся в регулировании температуры нагрева стерилизуемой сре-. ды изменением подачи среды и острого пара, при этом последнее осуществляют с коррекцией по температуре среды после нагревателя, а задание на изменение подачи питатель-, ной среды корректируют по подаче О острого пара, задание на уменьшение подачи питательной среды одновременно корректируют в зависимости от расхода воды, поступающей в холодильник.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ °

Устройство .содержит нагреватель

1, выдерживатель 2, холодильник 3, датчики 4-8 соответственно расхо- 60 да питательной среды, давление. острого пара,.температуры на выходе нагревателя, давления в выдерживателе и температуры после холодильника, связанные с соответствуу щими регуляторами 9-13 расхода питательной среды, давления острого пара, температуры на выходе нагревателя, давления в выдерживателе и температуры на выходе холодильника, переключатель 14, соединенный с регулятором 9 расхода питательной среды и генератором 15 линейно возрастающего сигнала, селектор 16 сигналов,"связанный своими входами с регулятором 10 давления острого пара и задатчиком 17, а выходом— с сумматором 18. С вторым входом сумматора 18 связан также задатчик

17, а выход сумматора 18 через блок

19 умножения на постоянный коэффициент и сумматор 20, к второму входу которого. также подключен эадатчик 21 расхода, связан с входом сумматора 22. Устройство содержит переключатели 23 и 24,. соединенные своими входами соответственно с регуляторами 13 и .11, при этом выход переключателя 23 связан с входом переключателя .24, а выход последнего подключен к входу регулятора

10 давления острого пара, селектор

25, связанный своими входами через переключатель 23 с регулятором 13 температуры на выходе холодильника и задатчиком 26, а выходом — с сумматором 27. С вторым входом сумма- тора 27 соединен задатчик 26, а выход сумматора 27 - через блок 28 умножения на постоянный коэффициент и сумматор 22 связан с входом регулятора 9 расхода питательной среды.

Кроме того, устройство включает программно-логический блок 29, связанный с входами переключателей 14, 23 и 24 и генератора 15 линейно возрастающего сигнала, а также с выходом. датчика 4, клапаны 30-33, установленные соответственно на линиях подачи питательной среды и острого .пара в нагреватель 1, вы вода среды из выдерживателя 2 и подачи воды в холодильник 3.

Устройство работает следующим образом.

В случае изменения температуры на выходе нагревателя 1, например ее снижении, сигнал от датчика 6 температуры поступает на вход регулятора 11 и далее через переключатель 24 в виде. корректирующего сигнала поступает на вход регулятора

10 давления пара, при этом положение переключателя 24 определено сигналом от блока 29. Результирующий сигнал,.отрабатываемый регулятором 10, воздействует на клапан

31, обесйечивая тем самым увеличение подачи острого пара в нагреватель 1, Если при этом сигнал на выходе регулятора 10, определяющий поло1053077

f нал с выхода переключателя 23, где иэ последнего вычитается величина сигнала с задатчика 26, полученная разность умножается в блоке 28 на постоянный коэффициент, определяющий глубину коррекции задания, поступает на сумматор 22, где вычитается из сигнала сформированного эадатчиком 21 расхода питательной среды и скорректированного сумматором 20.

При этом регулятор 9 через переключатель 14 воздействует на клапан 30, уменьшая подачу питательной, среды.

В пусковом режиме сигналами от блока 29 включается генератор 15 !

5 линейно-возрастающего сигнала и одновременно через переключатель 14 генератор 15 подключается к клапану 30 подачи питательной среды в нагреватель 1. Увеличивающийся по20 ток питательной среды снижает температуру на выходе нагревателя 1, что вызывает увеличение сигнала на выходе регулятора 11. Этот сигнал через переключатель 24 поступает в виде корректирующего воздействия на вхоц регулятора 10 давления острого пара, в результате чего регулятор 10 посредством клапана 31 увеличивает подачу острого пара в нагреватель 1 ° При достижении расходом питательной среды заданного значения блок 29 .формирует сигнал, воздействующий на переключатель 14, который подключает выход регулятора 9 подачи питательной среды к клапану 30, чем обеспечивается регулирование расхо-. да питательной среды в нагрева тель 1.

В предпусковом режиме блок 29

О посредством переключателей 23 и 24 коммутирует сигнал с выхода регулятора 13 к регулятору 10 давления острого пара. При этом обеспечивас ется стабилизация температуры стерилизации технологического оборуПри уменьшении степени открытия клапана 31 .действие схемы происхо- 3 дит в обратном порядке. Давление после выдерживателя 2 поддерживает. ся контуром регулирования, включающим датчик 7, регулятор 12 .и клапан 32. При отклонении темпе- 4 ратуры на выходе холодильника, например ее повышении, сигнал от датчика 8 температуры поступает на вход регулятора 13 и далее через. переключатель 23 воздействует 4 на клапан 33, обеспечивая увеличение подачи воды в холодильник 3, при этом положение переключателя

23 определено сигналом от блока 29.

Если при этом величина сигнала воз-.. действия на клапане 33 не превы шает значейия заданного задатчиком

26, селектор 25 большего сигнала пропустит на положительный вход сумматора 27 сигнал от эадатчика

26, при этом выходной сигнал сум-матора равен нулю и задание регулятору 9 расхода питательной среды определяется только величиной. выходного сигнала сумматора 20. При превышении сигналом на клапане 33 60 значения, заданного эадатчиком 26, . что свидетельствует об полноте отк-, рытия клапана 33 и ограничении воэ. можности подачи воды, селектор 25 пропустит на вход сумматора 27 сиг50

65 жение клапана 31, не превышает зна чения заданного задатчиком- 17, селектор 16 большего сигнала пропустит на положительный вход сумматора

18 .сигнал от эадатчика 17. Отрица- тельный вход сумматора 18 .непосред-.. ственно связан с задатчиком 17, поэтому сигнал на выходе сумматора

18 равен нулю и задание регулятору

9 расхода питательной среды, не учитывая коррекцию, вносимую сумматором 22, определяется только вели- . чиной сигнала, установленного эадат- чиком 21. При превышении сигналом на клапане 31 значения, заданного . задатчиком 17, что свидетельствует об ограничении возможности увеличе» ния подачи пара, селектор 16 пропускает на вход сумматора 18 сигналом с выхода регулятора .10, где иэ последнего вычитается величина сигнала с задатчика 17. Вычисленная величина разности умножения в бло-. ке 19 - не постоянный коэффициент, определяющий глубину коррекции задания, поступает на сумматор 20, где вычитается из сигнала, форми- .. руемого задатчиком 21 расхода питательной среды. При этом регулятор

9 через переключатель 14 воздейст-. вует на клапан 30, уменьшая подачу питательной среды. Положение переключателя 14 определено сигналом от блока 29 ° дования в наиболее удаленной точке путем коррекции давления пара перед нагревателем 1 по температуре на выходе холодильника 3, обеспечивая тем самым качественную стерилизацию оборудования при минимальном расходе пара.!

Использование предлагаемого способа автоматического управления процессом стерилизации питательных сред по сравнению с известным поэволяет повысить качество управления процессом, а именно точность поддержания температуры на выходе теплообменника. Это позволит уменьшить время охлаждения .среды при загрузке пустого ферментера, что дает воэможность сократить.длительность цикла его работы ориентировочно на 2%. При доливе среды в

1053077

Редактор .JI. Гратилло

Составитель Г. Богачева

Техред Т.Маточка Корректор О.Тигор

Заказ 8871/46,Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ферментер в процессе выращивания микроорганизмов точность поддержа. ния температуры подаваемой среды позволяет исключить потерю концент1 рации целевого продукта, что в ко- нечном .итоге поэволяет увеличить проиэводнтельность процесса на

1,4%.