Способ автоматического управления блоком периодически работающих аппаратов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСН 1, отличаюо регулируют расьник изменением Слособ по ия тем, чы в холодилхладагента щии хо подач ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 498957, кл. В 01 1 19/00, 1967.2Авторское свидетельство СССР У 858858, кл, В 01 Э 3/42, 1980.(54)(57) 1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ БЛОКОМ ПЕРИОДИЧЕСКИ РАБО-,ТАЮЩИХ АППАРАТОВ путем регулированиятемпературы, уровня, величины рНи изменения подачи исходного количества культуральной жидкости в кажЯО 1142134 А. 4(5 ц В 01 Р 3/42, С 05 0 27/ дый аппарат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения качества приготовляемого раствора за счет улучшения точности регулирования, подачу культуральной жидкости в каждый агпарат осуществляют в зависимости от заданной конечной активности раствора и его максимально допустимого объема в аппарате.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что регулирование величины рН раствора осуществляюТ одновременно с лодачей воды путем воздействия на подачу кислоты в аппарат.3.Изобретение относится к автоматическому управлению технологическими процессами и может быть использовано в химико-фармацевтической ихимической промышленности.5Известен способ автоматического управления технологическим процессом в реакторе полупериодическогодействия путем регулирования температуры в нем подачей хладоагентав змеевик реактора, подачей компонента в реактор, управления частотой, объемом доз основного рейгента и скоростью вращения мешалки поуровню основного реагента в мернике 1 3. 10 Однако при управлении количеством основного реагента, подаваемого в реактор не учитывается его качество и качество реагента, в частности культуральной жидкости, изменяется в широком диапазоне. Наиболее близким по технической23 сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ автоматического управления блоком параллельно работающих аппаратов путем изменения подачи исходного количествакультуральной жидкости в каждьй аппарат в зависимости от величины общей нагрузки, уровня в сырьевой емкости, температуры, уровня и давления в каждом аппарате 23. 35Однако данный способ не обеспечивает качества. приготовляемого раствора, так как распределение нагрузок на каждый аппарат осуществляется без учета его качества, изменяющегося 4 О в широком диапазоне и требуемого по регламенту, качества приготовляемого раствора, в том числе не обеспечивается качество раствора при приготовлении его из последней дозы культу ральной жидкости,Кроме того, данный способ не обеспечивает так же максимальную загрузку блока периодически работающих .аппаратов и не исключает возможность 50 замерзания холодильника.Цель изобретения - повьппение качества приготовляемого раствора за счет упучшения точности.Поставленная цель достигается 55 тем, что согласно способу автоматического управления блоком периодически работающих аппаратов путем регулирования температуры,уровня, величины рН и изменения подачи исходногколичества загружа мой культуральной жидкости в каждый аппарат, подачу культуральной жидкости в каждьй аппарат осуществляют в зависимости от заданной конечной активности раствора и его максимально допустимого объема в аппарате.Регулирование величины рН раствора осуществляют одновременно с подачей воды путем воздействия на подачу кислоты в аппарат, Расход воды в холодильник регулируют изменением подачи хладагента, что также повыптает точность приготовления раствора.При осуществлении регулирования рН раствора одновременно с подачей воды в каждый аппарат автоматически учитывается количество подаваемой кислоты, объем которой может достигать 107. от общего объема раствора, что также повышает точность, а следовательно и качество приготовляемого раствора.Из-за термолобильности антибиотиков воду, подаваемую на приготовление растворов, захолаживают в холорильнике изменением подачи хладаген-та. В силу периодического действия аппаратов возможны моменты, когда потребление воды прекращается, а подача хладоагента продолжается, что приводит к замерзанию в холодильнике и выходу его из строя.Наличие датчика протока на трубопроводе подачи воды и прекращение подачи хладагента при отсутствии протока воды исключает возможность выхода холодильника из строя.На чертеже представлена схема реализации данного способа.Схема содержит блок периодически работающих аппаратов 1 и 2, на практике число последних может достигать четырех и более, холодильник воды 3, датчики 4 и 5 уровня, датчики 6 и 7 величины рН,. блок 8 ввода данных аналитического контроля, соединенный своим выходом с функциональным блоком 9, выходы которого соединены, в свою очередь,с исполнительными механизмами 10-17 и приводами 18 и 19 мешалок, датчик 20 температуры и регулятор 2 1, датчик 22 протока и исполнительные механизмы 23 и 24 на трубопроводе подачи воды в аппарат.Способ осуществляется следующим образом.Перед выгрузкой ферментатора через блок 8 ввода данных аналитического контроля в функциональный блок 9 вводится значение активности культу- ральной жидкости. Блок 9 анализирует состояние аппаратов 1 и 2, и при готовности одного из них к загрузке, например, первого, исходя из максимально допустимого объема раствора, вычисляет объем загружаемой культуральной жидкости 10 АЧк)к 1 м 4 кс 1 Агде Я - заданная конечная актив 3ность раствора;А- активность культуральнойжидкости, 20а затем, с учетом геометрических особенностей аппарата 1 вычисляет значение уровня загрузки культуральнойжидкости в данный аппарат, соответствующее расчитанному объему. По 25окончании расчета блок 9 формируетуправляющее воздействие. на исполнительный механизм 14 на линии подачи культуральной жидкости. Изменение уровня в аппарате контролируется датчиком уровня 4, выходнойсигнал с которогопропорциональныйданным измерений поступает в блок 9,При достижении им расчетного значения блок 9 снимает управляющий сиг 35нал с исполнительного механизма 14и формирует управляющее воздействие на открытие исполнительного механизма 10, включение привода мешалки 18, и контролируя рН в аппарате 1 40через датчик 6 величины рН, вырабатывает регулирующее воздействие наисполнительный механизм 12, установленный на линии подачи кислоты ваппарат, поддерживая тем самым ве"личину рН на регламентном значении.При достижении уровнем значения со-ответствующего максимально допустимому объему раствора в аппаратеблок 9 снимает управляющий сигналс исполнительного механизма 10 и,если величина рН соответствует. регламентной, отключает привод мешалки 18, после чего аппарат 1 сигна- ,лом от блока 9 на исполнительный ме-. 55ханизм 17 выгружается на дальнейшие стадии обработки культуральнойжидкости,После загрузки расчетного коли; чества культуральной жидкости в ап/парате 1 функциональньй блок 9 контролирует готовность к загрузке аппарата 2 и последовательно обеспечивает его загрузку культуральной жидкостью, а затем приготовление раствора заданного качества формированием управляющих воздействий на соответствующие исполнительные механизмы 11, 13, 15 и 17 и привод 19 мешалки, при этом текущие значения уровня и величины рН контролируются датчиками 5 и 7 соответственно.При снижении количества культу-. ральной жидкости в последней дозе ниже расчетного значения уровня в одном из аппаратов 1 или 2 блок 9 в обратном порядке с учетом действительного значения уровня и геометрических особенностей аппарата осуществляет расчет объема загруженной культуральной жидкости и вычисляет, исходя из этого, объем раство-, ра заданной конечной активностиАЧ =ЧВгде Ч - объем загруженной культуральной жидкостиА к- активность культуральнойжидкости;А - заданная конечная активность раствора,а затем, с учетом геометрическихособенностей загружаемого аппаратавычисляет значение уровня в аппарате, до которого необходимо осуществить разведение культуральнойжидкости,Дальнейшее приготовление раствоа заданного качества осуществляется)писанным способом.Подача воды на разбавление в аппараты 1 и 2 осуществляется черезхолодильник воды 3, где в качествехладагента используется рассол.Сигнал, пропорциональный температуреводы с датчика 20, установленного навыходе холодильника, поступает в регулятор 21, формирующий регулирующеевоздействие на исполнительный механизм 23, установленный на линииподачи рассола в холодильние воды 3,обеспечивая регламентное значениетемпературы воды.1142134 Нулвтуралыве Кцдкогтв каз 595/7 Тираж 659 Попписня ИПатент , г. Ужгород, ул.Проектная В связи с периодически режимом работы блока аппаратов создаются ситуации, при которых исполнительные механизмы 10 и 11 на линиях подачи воды в аппараты 1 и 2 закрыты и про ток воды через холодильник 3 отсутствует, В этом случае нарушается режим регулирования и сигнал, сформированный регулятором 21 на исполнительный механизм 23, будет соответствовать полностью открытому состоянию последнего, так как темаература, измеряемая датчиком 20 не изменяется в сторону уменьшения из-за отсутствия протока воды в трубопроводе.В то же время датчик 22 протока воды сформирует управляющее воздействие на закрытие исполнительного механизма 24 на линии рассола в холодильник, что предотвратит замерзание воды в последнем и выход его из строя.В качестве базового образца принят лучший образец аналогичного назначения, внедренный в СССР - способ автоматического управления блоком периодически работающих аппаратов (групповой промьпнленный регла-мент на производство окситетрациклина гидрохлорида и окситетрациклина гидрата), используемый в производстве окситетрациклина. Использование предлагаемого способа по сравнению с базовым позволит за счет повышения качества приготовления раствора снизить потери целевого продукта на последующих технологических процессах очистки и выделения антибиотика, что в итоге обеспечит увеличение объема производства окситетрациклина на 1,27Ожидаемая годовая экономика от использования предлагаемого способа в производстве окситетрациклина составит ориентировочно 35 тыс.руб.Ориентировочная потребность народного хозяйства в объектах с использованием предлагаемого изобретения 2-3 ед.