Система автоматического управления процессом дозирования компонентов для стерильных процессов форментации

 

Использование: в химико-фармацевтической и микробиологической промышленности , а именно в системах|автоматического управления процессом дотирования компонентов для стерильных процессов ферментации . Сущность изобретения: система содержит дозировочный бачок 1. линию наполнения дозировочного бачка 1 с исполнительным механизмом 3, члинию слива в ферментатор с исполнительным механизмом 4, линию связи воздушного пространства дозировочного бачка 1 с ферментатором 2 с исполнительным механизмом 5,линию подачи пара в дозировочный бачок 1 с исполнительным механизмом 6, датчик 7 верхнего уровня и температурное реле 8, устройство 9 управления. Заданием системе дозирования является скорость дозирования того или иного компонента. Максимальная скорость дозирования 40 доз в 1 ч. 2 ил. 10

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)5 С 12 0 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788675/13 (22) 05.02,90 (46) 30.03.92. Бюл. N 12 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) Г. Н. Волынский, В, И. Стуков, В, А.

Зайцев, А. С. Нагоркин и А. А. Голованов (53) 663,1(088,8) (56) Бирюков B. В. и др. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. M. Наука. 1985, с. 172- t74.

Авторское свидетельство СССР

N 1495383, кл, С 12 Q 3/00, 1987. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДОЗИРОВАНИЯ

КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ СТЕРИЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ФЕРМЕНТАЦИИ (57) Использование: в химико-фармацевтической и микробиологической промышлен Ы «1723131 А1 ности, а именно в системахфвтоматического управления процессом дотирования компонентов для стерильных процессов ферментации. Сущность .изобретения: система содержит дозировочный бачок 1, линию наполнения дозировочного бачка 1 с исполнительным механизмом З,,линию слива в ферментатор с исполнительным механизмом 4; линию связи воздушного пространства дозировочного бачка 1 с ферментатором

2 с исполнительным механизмом 5,линию подачи пара в дозировочный бачок 1 с исполнительным механизмом 6, датчик 7 верхнего уровня и температурное реле 8, устройство 9 управления. Заданием системе дозирования является скорость дозирования того или иного компонента.

Максимальная скорость дозирования 40 доз Я в1ч.2 ил. l

1723131

20

30

45

55

Изобретение относится к системам автоматического доэирования и может быть использовано в химико-фармацевтической и микробиологической промышленности.

Известны системы автоматического дозирования периодических процессов микробиологического синтеза.

Однако укаэанные системы не обладают должной надежностью при дозировании компонентов, которые отличаются высокой вязкостью и способностью кристаллизоваться.

Наиболее близким к предлагаемому является система автоматического доэирования для стерильных процессов ферментации, В этой системе дозировочный бачок связан с ферментатором линией слива дозы с исполнительным механизмом и воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора соединены линией связи с исполнительным механизмом. Заданием системы служит скорость дозирования компонента. Для стерилизации дозировочного бачка используется линия подачи пара с исполнительным механизмом. Набор дозы осуществляется через исполнительный механизм на линии подачи компонента из сборника в дозировочный бачок, Датчик верхнего уровня определяет моменты окончания набора дозы. выливание дозы из доэировочного бачка осуществляется самотеком и контролируется датчиком нижнего уровня. Работу системы координирует устройство управления, Недостатком системы является низкая надежность при дозировании таких высоковязких компонентов, как фенилацетамид и фенилуксусная кислота, Цель изобретения — повышения надежности системы.

-Для достижения поставленной цели система автоматического управления процессом дозирования для стерильных процессов ферментации, содержащая датчик верхнего уровня, расположенный в дозировочном бачка и соединенный со входом управляющего устройства, выход последнего — с исполнительными механизмами, установленными на линии подачи компонента в дозировочный бачок и слива в ферментатор, на трубопроводе подачи пара в дозировочный бачок и трубопроводе, соединяющем воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора, снабжена температурным реле, установленным на линии слива в ферментатор, и соединенным со вторым входом управляющего устройства, Повышение надежности достигается за счет транспортирования очередной дозы высоковязкого компонента из дозировочного бачка в ферментатор паром. Первая микраоперация — набор дозы аналогична известной системе На второй микрооперации — слив дозы осуществляется принудительный слив дозы в смесь с паром.

При этом парожидкостная смесь проталкивается в ферментатор, а температурное реле определяет момент прекращения подачи пара. На третьей микрооперации— готовность к набору дозы, сконденсировавшиеся пары в виде конденсата самотеком сливаются в ферментатор. Это состояние является исходным.

После окончания набора дозы закрывается исполнительный механизм на линии связи воздушного пространства ферментатора и дозировочного бачка и открывается исполнительный механизм на линии подачи пара, Давление пара выше, чем давление в ферментаторе. поэтому доза жидкости подобно поршню в насосе перемещается от доэировочного бачка к ферментатору. По мере вытеснения жидкости пар проникает в ферментатор и естественно нагревает трубопровод слива. Температурное реле устанавливается непосредственно на трубопроводе линии слива дозы. В результате контакта внешней поверхности трубопровода и чувс гвительного элемента температурного реле при нагревании тепло передается от металлической поверхности трубопровода к чувствительному элементу, который перемещается на величину, пропорциональную изменению температуры.

На фиг, 1 представлена схема реализации предлагаемой системы; на фиг. 2 — циклограмма работы системы.

Система содержит бачок 1, ферментатор 2, исполнительные механизмы 3 — 6 соответственно на трубопроводах подачи и слива компонента, связи воздушного пространства и подачи пара в бачок, датчик 7 верхнего уровня, температурное реле 8 и устройство 9 управления.

Устройство 9 содержит счетчик 10, сдвиговые регистры 11, 12 и 13, триггеры 14 и 15.

Задающим входом устройства 9 является второй вход счетчика 10, первый вход которого является его первым выходом и. одновременно входом сдвигового регистра

11, Первый вход триггера 14 является выходом датчика 7. Второй вход триггера 14 является его выходом и входом сдвигового регистра 12. Выход температурного реле 8 является первым входом триггера 15, выход которого является его вторым входом и одновременно входом сдвигового регистра 13.

Первый, второй, третий и четвертый выходы

1723131 сдвиговых регистров 11 — 13 являются входами исполнительных механизмов 3-6 соответственно и одновременно первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства 9 управления.

Математическое описание счетчика 10 имеет вид

У1=1 при Хз >Х2

У1=0, иначе

Yz=1 при Х1=1

Yz=Хз+1, при Xs

У2=Хз, иначе, где Y — выходы счетчика;

Х вЂ” входы счетчика; индексом обозначен номер входа-выхода.

Математическое описание триггеров переднего фронта 14 и 15 имеет вид

Y=1, при Х1=1 и Xz=O

Y=O, иначе, где Y — выход триггера;

Х> и Х вЂ” соответственно первый и второй входы триггера.

Заданием системе дозирования является скорость дозирования компонента, задаваемая через второй вход счетчика 10. В случае эапогнения счетчика 10 его первый выход устанавливается в единицу, тем самым включая сдвиговый регистр 10, который задает состояние исполнительным механизмам (см. микрооперацию 1 циклограммы на фиг. 2):

ИМ 3:=1

ИМ 4:=0

ИМ 5;.=1

ИМ бт0; что соответствует открытию исполнительных механизмов 3 и 5 и закрытию 4 и б. По мере заполнения бачка 1 замкнется датчик

7, что соответствует наличию единицы на первом входе триггера 14, который установит свой выход в единицу, так как его предыдущее состоя н и е (и ос редством второго входа) было установлено в нуль.

Таким образом сдвиговый регистр 12 задает состояние исполнительным механизмам (см. микрооперацию 2 циклограммы на фиг. 2); г ИМ 3:=0

ИМ 4:=1

ИМ 5:=0

ИМ б:=1, что соответствует открытию исполнительных механизмов 4 и 6 и закрытию 3 и 5. По мере прохождения смеси парэ и компонента (под давлением пара) нагревается трубопровод слива дозы), При этом срабатывает температурное реле 8, которое устанавливает свой выход в единицу при достижении заданной температуры. Темпе5

20

25 вочного бачка 10 м

55 ратурное реле 8 должно настраиваться на такую температуру и быть установленным в таком месте, чтобы с одной стороны с большей вероятностью из дозировочного бачка

1 был бы удален компонент, с другой стороны, парожидкостная смесь в меньшей степени нанесла вред культуре, находящейся внутри ферментера 2.

К примеру, для 63 кубового ферментатора периодического действия (дозируемый компонент-фенилацитамид) ориентировочные данные составили: Рпара 3 кгс/см .

Длина линии слива компонента из доэировочного бачка в ферментатор 8 м.

Расстояние от ферментэтора до места установки температурного реле 1,5 м. Диаметр трубопровода 3/4". Диаметр условно го прохода исполнительного механизма на линии слива компонента 25 мм

Порог срабатывания температурного реле 105 С, Диаметр условного прохода исполнительного механизма на линии подачи пара 25 мм, Обьем дозы 7 м. Объем дозироТаким образом температурное реле 8 (при выходе равном единице), включает сдвиговый регистр 13, тем самым воздействуя своими выходами 1 — 4 нэ соответствующие исполнительные механизмы (см, микрооперацию 3 циклограммы на фиг. 2);

NM 3:=0

ИМ 4:=1

ИМ 5:=1

ИМ 6:=О, что соответствует открытию исполнительных механизмов 4 и 5 и закрытию 3 и б.

Оставшийся в бачке 1 пар конденсируется, а конденсат самотеком сливается в ферментатор 2, Данная система по сравнению с прототипом позволит снизить потери получаемого продукта за счет уменьшения интенсивности отказов технических средств.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом дозирования компонентов для стерильных процессов ферментации, содержащая датчик верхнего уровня, расположенный в дозировачном бачке и соединенный с входом управляющего устройства, выход последнего — с исполнительными механизмами, установленными на линии подачи компонента в дозировочный бачок и слива в ферментатор, на трубопроводе подачи пара в дозировочный бачок и трубопроводе, соединяющем воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора, о т л и ч э ю щ а я с я тем, что, с

1723131

Примечание, Яяа ислоянитаюьнып юехомомяГ и — соотИпсглВют сооятптя.овкрэт," и- соовйягсяйет ооояоянао.зокрои " г иоя4сястбуся оосморняа,ммкиим,,® ие. 8

Соста вител ь Г. В ол ы нский

Редактор А.Дол имич Техред М,Моргентал Корректор M.Øàðoøè

Заказ 1043 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 целью повышения надежности, она снабжена температурным реле, установленным на линии слива в ферментатор и соединенным с вторым входом управляющего устройства.