Способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред Советский патент 1983 года по МПК G05D27/00 

сл

СдЭ О ч1

Иаобретение относится к автоматческому управлению процессом стерилизации питательных сред и может быть использовано в микробиологичекой, медицинской и пищевой промышленности.

По основному айт, св. № 913345 известен способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред в установке, включающей в себя нагреватель, вьщерживатель и холодильник, заключающийся в регулировании температуры нагрева стерилизуемой среды изменением подачи среды и острого пара, при этом, последнее осуществляют с коррекцией по .температуре среды после, нагреватели, 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 теплопедачи поверхностей теплообмена холодильника, а также наличием возмущающих факторов, таких как колебания давления воды и ее температуры, в результате чего возможцо значительное завышение температу.ры питательной среды на выходе холодильника, особенно это недопустимо для процессов, в которых питательная среда подается в ферментационное оборудование непосредственно в процессе биосинтеза.

Целью изобретения-является повышение производительности. .

Указанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом стерилинации питательных сред в установке, включающей в себя нагреватель, выдёрживатель и холодильник,- зак:лючающемуся в регулировании тем.пературы нагрева стерилизуемой ере ды изменением подачи среды и острого пара,при этом последнее осуществляют с Коррекцией по температуре среды после на.гревателя, а задание на изменение подачи питaтeльной среды корректируют по подаче острого пара, задание на уменьшени подачи питательной среды одновременно корректируют.в зависимости от расхода воды, поступающей в холодильник,

На чертеже представлена блок-схма устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство .содержит нагреватель 1, выдёрживатель 2 холодильник 3, датчики 4-8 соответственно расхода питательной среды, давление, острого пара,, температуры на выходе нагревателя, давления в выдерживателе и температуры после холодильника, связанные с соответству

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 1о 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 задатчик 21 расхода, связан с входом сумматора 22. Устройство содержит переключатели 23 и 24,. соединенные своими входами соответственно с регляторами 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 сумматора 27 соединен задатчик 26, а выход сумматора 27- через блок 28 умножения на постоянный коэффициент и . cyMviaTop 22 связан с входом регулятора 9 расхода питательной среды..

Кроме т.ого, .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, у с т.а нов ленные соответственно на Линиях подачи питательной среды и острого .пара в нагреватель 1, вывода среды Из выдерживателя 2 и подачи воды вхолодильник 3.

Устройство работает следующим образом.

В случае изменения температуры на выходе нагревателя 1, например ее снижении, сигнал от датчика б 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, обеспечивая тем самым увеличение подачи острого пара в нагреватель 1.

Если при этом сигнал на выходе регулятора 10, определяющий положение клапана 31, не превышает значения заданного задатчиком 17, селектор 16 большего сигнала пропустит на положительный вход сумматора 18 .сигнал от эадатчика 17, Отрицательный вход сумматора 18 -непосредственно 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 величиной сигнала, установленного задат чиком 21. При превышении сигналом на клапане 31 значения, заданного задатчиком 17, что свидетельствует об ограничении возможности увеличения подачи пара, селектор 1(5 пропускает на вход cyNBviaTppa 18 сигналом с выхода .регулятора 10, где из последнего вычитается величина сигнала с задатчика 17. Вьписленная величина разности умножения в блот ке 19 - не постоянный коэффициент, определяющий глубину коррекции задания, поступает на сумматор 20, где вычитается из сигнала, формируемого задатчиком 21 расхода питательной среды. При этом регулятор 9 через переключатель 14 воздействует на. клапан 30, уменьшая подачу питательной среды. Положение переключателя 14 определено.сигналом от блока I29.

При уменьшении степени открытия клапана 31 действие схемы происходит в обратном порядке. Давление . после вьщерживаТеля 2 поддерживается контуром регулирования, включающим датчик 7,регулятор 12 и клапан32. При отклонении температуры на выходе холодильника , например ее повышении, сигнал от датчика 8 температуры поступает на вход регулятора 13 и далее через, переключатель 23 воздействует 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 воздействия на клапане 33 не превы шает значения заданного задатчиком 26, селектор 25 большего сигнала пропустит на положительный вход сумматора 27 сигнал от задатчика 26, при этом выходной сигнал сумматора равен нулю и задание регулятору 9 расхода питательной среды определяется только величиной выходного сигнала сумматора 20. При превышении сигналом на клапане 33 значения, заданного задатчиком 26, что свидетельствует об полноте открытйя клапана 33 и ограничении возможности подачи воды, селектор 25 пропустит на вход сумматора 27 сигнал с выхода переключателя 23, где из последнего вычитается величина сигнала с задатчика 26, полученная разность умножается в блоке 28 на постоянный коэффициент, определяю- щий глубину коррекции задания, поступает на сумматор 22, где вычитается из сигнала сформированного задатчиком 21 расхода питательной среды и скорректированного сум 1атором 20.

10 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 по0 ток питательной среды снижает температуру на выходе нагревателя 1, что вызывает увеличение сигнала на выходе регулятора 11. Этот сигнал через переключатель 24 посту25 пает в виде корректирующего воздействия на вход 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 пи5 тательной среды к клапану 30, чем обеспечивается регулирование расхо-. да питательной среды в нагреватель 1. ; В предпусковом режиме блок 29

0 посредством переключателей 23 и 24 коммутирует сигнал с выхода регулятора 13 к регулятору 10 давления острого пара. При этом обеспечивается стабилизац.ия температуры сте5 рилиза ции технологического обдрудования в наиболее удаленной точке путем коррекции давления параперед нагревателем 1 по температуре на выходе холодильника 3, обеспечивая

Q тем самым качественную стерилизацию оборудования при минимальном расходе пара.

- :

Использование предлагаемого способа автоматического управления

5 процессом стерилизации питательных сред по сравнению с известным позволяет повысить качество управления процессом, а именно точность поддержания температуры на выходе

0 теплообменника. Это позволит уменьшить время охлаждения среды при загрузке пустого ферментера, что дает возможность сократить длительность цикла его работы ориентиро5 очно на 2%. При доливе среды в

51053077«

ферментер в процессе выращивания рации целевого продукта, что в комикроорганизмов точность поДцержагнечном итоге позволяет увеличить

НИИ температуры подаваемой средыпроизводительность процесса на

позволяет исключить потерю коицент-1,4%.

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 )