Способ автоматического управления процессом стерилизации многокомпонентной питательной среды

(19) 114 С 123 И ЬСТВ ВТОРСКОМ 19 научно-п ние "Про изводвтомати Х ровин, П.И В.В.Письм088,8) кое свидет л. С 05 О енны ьство СС (00, 197 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБР(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УТ 1 РАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ,состоящей из сахаросодержащего и азотосодержащего компонентов и воды,включающий регулирование расхода каж" дого компонента в стерилизационнуЮ колонку и регулирование давления в стерилизационной колонке изменением расхода пара с учетом расхода каждого компонента и температуры на выходе иэ колонки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества управления, регулируют темпе 1.ратуру предварительного нагрева каждого компонента, корректируют величину ее задания в зависимости от изменения заданий расхода и температуры стерилизации соответствующего компонента и измеряют давление пара в общем коллекторе, а регулирование давления в стерилизационной колонке осу ф ществляют с учетом измеренного давления пара в общем коллекторе.С:25 Изобретение относится к автоматизации управления технологическимипроцессами, а именно к способам автоматического управления процессомстерилизации питательных сред и микробиологической, пищевой промышленности.Цель изобретения -повьппение качества управления,На чертеже изображено устройство,реализующее данный способ,На линии подачи компонентов питательной среды в стерилиэационную колонку 1 установлен датчик 2 расхода,своим выходом связанный с входамирегуляторов 3 и 4. Регулятор 3 сое- .динен с регулирующим органом 5, установленным на линии подачи компонентов питательной средь 1. На линии выхода стерильной питательной среды изстерилизационной колонки 1 установлен датчик 6 температуры, своим выходом соединенный с регулятором 7.На линии общего коллектора пара уста 3новлен датчик 8 давления, своим выходом соединенный с регулятором 9.На линии ввода пара в стерилизационную колонку 1 установлен датчик 10давления, выход которого соединенс первым входом регулятора 11,второй вход которого соединенс выходом сумматора 12. Входы сумма-"тора 12 соединены с выходами регуляторов 4, 7 и 9. Выход регулятора 11соединен с регулирующим органом(клапаном) 13, установленным на ли"нии подачи пара в стерилизационнуюколонку.1 В емкостях 14 - 16 сахаросодержащего, азотсодержащего компонентов . и промывочной воды установлены соответственно датчики 17 - 19 температуры, своими выходами соединенные с входами регуляторов 20 - 22, вторые входы которых соединены с вычислительным устройством 23. Выходы регуляторов 20 - 22 соединены с соответствующими исполнительными органами 24 в ; 26, установленными на линии подачи пара в емкости предварительного подогрева компонентов питательной среды,На вход вычислительного устройства 23 поступают данные значений заданий расхода и температуры стерилизации всех компонентов питательной среды. Способ осуществляется следующим образом.Сигнал, пропорциональный расходу компонентов питательной среды, с датчика 2 поступает на регулятор 3 расхода, который в соответствии с заданием расхода формирует управляющий сигнал регулирующему органу 5 при увеличении расхода над заданным на закрытие проходного отверстия, при уменьшении - на открытие. Сигнал, пропорциональный давлению в стерилизационной колонке 1, с датчика 10 поступает на регулятор 11, который н соответстнии с величиной задания формирует управляющий сигнал регулирующему органу 13. При превышении текущего давления над заданным регулирующий орган закрывает проходное отверстие трубопровода, при уменьшении открывает. Сигнал задания регулятору 11 поступает с сумматора 12, где формируется н результате алгебраического сложения сигналов, поступающих на него от регуляторов 4, 7 и 9, н свою очередь получающих сигналы от соответствующих датчиков 2, 6 и 8 расхода, температуры и давления. При увеличении расхода сигнал на выходе регулятора 4 увеличивается, при уменьшении уменьшается, на выходе регулятора 7 при увеличении температуры сигнал уменьшается, при уменьшенин увеличивается, на,выходе регулятора 9 при увеличении данления в коллекторе пара сигнал уменьшается, при уменьшении увеличивается. Сигналы, пропорциональные температуре в емкостях компонентов питательной среды, с датчиков 17 " 19 поступают на соответствующие регуляторы 20 - 22 и далее на регулирующие органы 24 - 26 и в случае превьппения текущей температуры над заданием уменьшается подача пара, при уменьшении увеличивается. Сигнал задания регуляторам 20 22 температуры формируется н вычислительном устройстве 23 на основании вводимых в него величин заданий температуры и расходов соответствующих ко мпо не это ни в соответствии с ФормуламинТ - с (Т - с )и С и нс с Си с с фси и С и инТ -- (Т - с )д д Си дли и Снс = Т - - (ТН нв в Си ь в фВгде С ,С"," - температура предвариС Аф Втельного нагрева соот 5ветственно сахаросо";держащего, аэотсодержащего компонентов иводы;с , ,с - измененная температун и ира предварительногонагрева соответствующего компонента и воды 1Т ,Т,Т - температура стерилизации соответствующегокомпонента и воды;н н НТ ,ТА,Тц - заданная температурастерилизации;и н нС,С,С - заданный расход соотСф Аф Вветствующего компонента и воды;И И нС ,С ,С - измененный расход соответствующего компонента и воды, 25Н- с и - величина коррекциитемпературы предварительного подогрева лю"бого компонента приизменении от начальныхусловий температурыстерилизации и расхода.В случае задаваемой температуры стерилизации или увеличения задания расхода компонента питательной среды величина задания температуры на предварительный подогрев увеличивается, в случае уменьшения задаваемой температуры стерилизации или уменьшения40задания расхода компонента питательной среды она уменьшается.П р и м е р 1. Поступивший раствор на стерилизацию имеет большую концентрацию вредной микрофлоры и 45 в связи с этим задание на изменение температуры стерилизации технологии изменяют от Т = 130 С до и6АТА = 134 С, а задание расхода - от и м и и 50 С = 18 - до С" = 15 . Дпя начаць- А ч А чных условий величина перерегулирования наименьшая для выбранных настро-. ечных коэффициентов регулятора М выбранной контрольной точки при 556Сн = 70 С. Для того, чтобы оставить клапан в том же положении, когда проходит то же количество пара, не обходимого для достижения той же эффективной стерилизации и такого жеималого перерегулирования, СА должнобыть по формуле (1) равно 62 С, т.е.дс = 8 С в сторону уменьшения температуры предварительного подогрева. Если сА" не изменить, то это приведет к резкому увеличению температуры стерилизации и необоснованному перерасходу пара, а в случае стерилизации сахаросодержащего компо-,нента - к дополнительным потерямредуцирующих веществ,П р и м е р 2, Пусть ТТ " а 134 6 СС н18 -А ф А Чф 4- 70 С,- 82 6 С, с-12,6в сторону увеличения температуры предварительного подогрева.нЕсли С не изменить, то это приведет в начальный момент к резкомууменьшению температуры стерилизации н проскоку нестерипьного продукта в загружаеьвй ферментер из-за нехватки пара в начальный момент.В случае колебаний давления вобщем коллекторе система функционирует следующим образом,130 С; мз ФПри увеличении давления датчик 8 вырабатывает сигнал, пропорциональный этому измененео, и подает его на вход регулятора 9, на выходе которого сигнал уменьшается и, поступая на сумматор 12, уменьшает алгебраическую суюу корректирующих сигналов, в данный момент неизменных, вызывая уменьшение задания регулятору 11С датчика 10 давления сигнал, пропорциональный давлению пара на входе трубопровода в стерилиэационную колонку 1, поступает на регулятор 11, в дан" ном случае он увеличивается вследствие увеличения давления в общем коллекторе пара. Увеличение сигнала текущего давления и уменьшение сигнала задания приводят к их резкому рассогласованию и увеличивают быстродействие работы регулятора 11 по прикрытию клапана 13. При уменьшении давления в в общем коллекторе сигнал с датчика 8 уменьшается и, поступая на вход регулятора 9, приводит к получению на его выходе, увеличения сигнала. Этот сигнал, поступая на сумматор 12, увеличивает алгебраическую сумму кор-ректирующих сигналов, вызывая увеличение задания регулятору 11. В это .1232682 Оваций яОяЮ Составитель Г.Богачеваедактор Н,Гунько Техрец И.Попович Корректс.Муска 7/2 ТиражВНИИПИ Государствпо делам иэобр113035, Москва, Ж 490 нного ком тений и о 35, Раушс Заказ 2 Подписнотета СССРкрытийая наб , д. 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 время с датчика 10 давления сигнал, поступающий на регулятор 11, уменьшается, Увеличение сигнала задания и уменьшение сигнала о текущем давлении приводят к их резкому рассогласованию и увеличению быстродействия работы регулятора 11 по открытию клапана 13.П р и м е р 3. При Р - давлении в общем коллекторе, равном 6 ати, Р - давление после клапана 13 равстно 3 ати и Т, - температура стернаслизующего пара 143 С, При увеличении до Р,6,5 ати и неизменном положении клапана 13 Р щ 32 ати Т щ 144,6"С, Эти изменения вызывают уменьшение расхода компонента питамтельной среды на 0,5и увеличениичТ, на 5 С. Функционирование контура, 5 учитывающего колебания давления в.общем коллекторе, направлено на упреждение таких колебаний, не ожидая отклонения по температуре на выходе изстерилизационной колонки 1, имеющегонекоторое запаздывание. Таким образом, использование данного способа управления процессомстерилизации многокомпонентной пита тельной среды по сравнению с известным позволит повысить качество стерилизации за счет повышения качествауправления.