Способ автоматического регулирования процесса стабилизации биохимических суспензий Советский патент 1988 года по МПК C12F3/06 

Изобретение относится к автоматизации различных технологических процессов, тоннее к регулированию нейтрализацией биохимических сус- пе.нзий, и наиболее эфсЗрективно может быть.использовано для процессов стабилизации суспензий при термическом воздействии,, например во время сушки или упаривания в микробиоло- гической, медицинской и других смежных отраслях промышленности.

. Цель изобретения - повышение точности процесса стабилизации.

На чертеже изображена установка для реализации пре длагаемого способа.

Установка состоит из технологической магистрали 1 транспортирования биохимической суспензии, емко- сти-накопителя 2 нейтрализующего реагента (соляной кислоты), рН-мет- ра 3 с прибором-анализатором 4, ресивера 5 сжатого воздуха и двух эжекторов 6 и 7, первый из которых ус- тановлен на магистрали 1, а второй - на трубопроводе 8, сообщающем емкость-накопитель 2 с камерой пониженного давления эжектора 6, причем воздушная полость 9 емкости-накопителя 2 соединена трубопроводной линией 10 с камерой пониженного давления эжектора 7 и линией 11 - с ресивером 5. Линии 10 и 11 снабжены соответственно регулирующими вентилями 12 и 13J управляемыми по командам от прибора-анализатора 4.

Способ осуществляют следующим образом.

Большинство суспензий в конце биохимических процессов культивиро- вания имеют нейтральную (рН 6-8) или щелочную .(рН 8) реакцию. Для подавления развития посторонней микрофлоры и стабилизации суспензий перед сушкой ее подкисляют соляной кислото до рН 4,0-6,0 (стабилизируют суспензию) . Регулирование расхода реагента в зависимости от расхода суспензии осуществляют следующим образом.

Биохимическую суспензию после вы- паривания по магистрали 1 подают на сушку. Размеры эжектора 6 выбираются таким образом, чтобы с учетом разности уровней эжектора 6 и емкости-накопителя. 2, а также гидравли- ческого сопротивления трубопровода 8 в суспензию прямо пропорционально ее расходу эжектировалось такое количество соляной кислоты, которое бы

0

Q

« 5 5

5.

50 55

обеспечивало подкисление транспортируемой суспензии на величину рН 1-2.

Перед началом процесса нейтрализации воздух в полости 9- емкости- накопителя 2 находится при атмосферном давлении. Во время процесса прибор-анализатор 4 сравнивает текущее значение рН суспензии с требуемым диапазоном (рН 4,0-6,0.). Если при атмосферном давлении в полости 9 рН суспензии, регистрируемый рН-ме- тром 3, находится в диапазоне 5-6, то это значит, что нейтрализация осуществляется только в зависимости от расхода суспензии посредством эжектора. 6. Если же регистрируемая рН-метром 3 ионная концентрация суспензии ниже рН 4или выше рН 6, то осуществляется регулирование процесса нейтрализации в зависимости от ионной концентрации суспензии.

Когда текущее значение рН суспензии превьш1ает величину 6, прибор- анализатор 4 вьщает сигнал на откры- тие вентиля 13. Сжатый воздух из ресивера 5 начинает поступать в полость 9, повьш1ая давление в ней вьш1е атмосферного. Продолжительность открытия вентиля 13, а следовательно, и величина возросшего давления в полости 9 устанавливается прибором-анализатором 4 прямо пропорционально величине отклонения текущего значения рН от верхнего предельного значения рН. Возрастание давления в полости 9 ведет к увеличению перепада давлений в емкости-накопителе 2 и камере пониженного давления эжектора 6, а следовательно, увеличению расхода соляной кислоты из емкости-накопителя 2 через эжектор 6 в магистраль 1 и, соответственно, снижению рН суспензии. Увеличение давления в полости 9 осуществляется до момента, когда текущая величина рН суспензии снижается до требуемой величины (рН 6).

В случае, когда при атмосферном давлении в полости 9 величина рН суспензии начинает падать ниже нижнего предельного значения (рН 5), то прибор-анализатор 4 выдает сигнал на открытие вентиля 12. Полость 9 через линию 10 оказьгоается сообщенной с камерой пониженного давления эжектора 7, что приводит к отсасыванию воздуха из полости 9 и$ следовательно, . понижению давления в ней ниже а гмос- ферного. Понижение давления в полости 9, что эквивалентно созданию противодаБления в камере пониженног.о давления эжектора 6, приводит к уменьшению расхода соляной кислоты на смешение с суспензией и повышению величины ее рН до нижнего предельного значения (рН 5). Время открытия вентиля 12 зависит от величины отклонения рН суспензии от предельного значения и определяет величину раз- ряжения, создаваемого эжектором 7 в полости 9, и расход соляной кислоты.

Таким образом, изменением давления воздуха в емкости-накопителе нейтрализующего (стабилизирующего) реагента осуществляется изменение его расхода в зависимости от отклонения в ту или иную сторону от предельного диапазона текущей концентрации суспензии,

Пример 1. Стабилизируют до значения рН 4-6 упаренную культураль ную жидкость производства лизина с исходным рН 8,2 перед ее сушкой путем нейтрализации соляной кислоты с рН 0,9. При расходе суспензии по магистрали 40 м /ч в начальный момен процесса за счет эжектирования в нее соляной кислоты с расходом 18 л на 1 м суспензии ионная концентрация .суспензии после эжектора снижается до рН 6,5.

До доведения рН суспензии до требуемой нормы в емкости-накопителе кислоты автоматически повьш1ается давление при помощи сжатого воздуха. Давление емкости повьшается. до величины 1,18 атм, при которой расход соляной кислоты составляет 19,5 л

на 1м суспензии, а ионная концент

рация суспензии уменьшается до значения рН 5,8, что соответствует технологическим требованиям.

Пример 2. Аналогично примеру 1 стабилизируют упаренную культураль

ную жидкость производства лизина с исходным рН 7 соляной кислотой с рН 0,9. При расходе суспензии по магистрали 40 м /ч за счет эжектирова- ния в нее соляной кислоты с расходом 18 л на 1 м суспензии обеспечивает.ся снижение ионной концентрации суспензии до рН 5,4, что соответствует технологическим требованиям, поэтому в емкости-накопителе кислоты давление остается неизменным и равным атмосферному.

П р и м е р 3. Аналогично примера 1 и 2 стабилизируют упаренную культу

Q

Q

5

5

п

5

Q

0

ральную жидкость производства лизина с исходным рН 6,4, соляной кислотой с рН 0,9. При расходе суспензии по магистрали 40 м /ч в начале процесса за счет эжектирования в нее соляной кислоты с расходом 18 л на 1 м суспензии ионная концентрация суспензии после эжектора снижается до рН 4,7.

Для доведения рН суспензии до требуемой нормы в емкости-накопителе кислоты автоматически начинается уменьшение давления ниже атмосферного за счет отсоса из нее воздуха эжектором, установленным на трубопроводе Подачи кислоты. Давление в емкости понижается до величины 0,94 атм, при которой расход соляной кислоты составляет 17 л на 1 м- суспензии, а концентрация суспензии увеличивается до значения рН 5,2, что соответствует технологическим требованиям.

Предлагаемый способ автоматического регулирований процесса нейтрализации биохимических суспензий обеспечивает повышение надежности процесса нейтрализации за счет безконтактного регулирования р-асхода реагента в зависимости от ионной концентрации суспензии и исключает механические регулирующие устройства, которые могут выйти из строя при длительном контакте с агрессивным реагентом в

результате коррозии. I

Формула изобрете н.и я

1.Способ автоматического регулирования процесса стабилизации биохимических суспензий, предусматривающий воздействие на расход реагента, поступающего в емкость-накопитель, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности, измеряют ионную концентрацию суспензии, а воздействие на расход реагента осуществляют в зависимости от ионной концентрации суспензии путем изменения давления воздуха в емкости-накопителе.

2.Способ по п. 1, отлича ю- щ и и с я тем, что изменение давлет ния в емкости-накопителе осуществляют путем подачи сжатого воздуха.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение давления в емкости-накопителе осуществляют отсосом из нее воздуха путем эжектирования его потоком реагента.

Изобретение относится к автоматизации различных технологических процессов, точнее к регулированию нейтрализацией биохимических суспензий, и наиболее эффективно может быть использовано для процессов стабилизации суспензий при термическом воздействии, например во время сушки или упаривания в микробиологической, медицинской и других смежных отраслях промышленности. Цель изобретения - повьшгение точности процесса стабилизации (нейтрализации) биохимических суспензий. Способ автоматического регулирования процесса нейтрализации биохимических суспензий, - предусматривающий воздействие на расход .эжектируемого из емкости-накопителя нейтрализующего реагента в зависимости от ионной концентрации суспензии, осуществляют путем пропорционального ее величине изменения давления воздуха в емкости-накопителе, при этом изменение давления в емкости-накопителе осуществляют по- дачей сжатого воздуха или отсосом из нее воздуха путем зжектирования его потоком реагента. 2 а.п. ф-лы, 1 ил. СЛ

Составитель А.Трошин Редактор М.ПетроваТехред М.ХоданичКорректор Л.Патай

Заказ 5517/28

.Тираж 520

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное