Способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 191 (1 6 П 27/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПИТАТЕЛЬНЫХ СРЕД по авт. св. В 913345,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения качества управления, непрерывно измеряют вязкостьстерилизуемой среды перед нагревателем, а подачу острого пара в нагреватель корректируют в зависимости отизмеренной вязкости.Изобретение относится к автоматизации управления технологическими процессами, а именно к способам автоматического управления процессом стерилизации питательных сред в микробиологической, медицинской и пищевой промышленности.Па основному авт. св. У 913345 известен способ автоматического управления процессом стерилизации питательных сред, заключающийся в регулировании температуры нагрева стерилизуемой питательной среды изменением подачи среды и острого водяного пара в нагреватель, причем подачу острого лара 15 осуществляют с коррекцией по температуре среды после нагревателя, а задание на изменение подачи среды корректируют па подаче острога пара, в пусковом режиме изменение подачи сре-ды осуществляют по линейно возрастающему закону, В предпусковом режиме подачу острого пара корректируют в зависимости от температуры после холодильника 13,Недостатком известного способа является недостаточно высокое качест" во управления, вызванное изменением динамических характеристик процесса стерилизации, вследствие изменения физических свойств питательной среды перед нагревателем, Эти изменения обуславливаются изменением температуры питательной среды, ее плотности и вязкости, составом и различными 35 физическими свойствами и концентрациями компонентов, входящих в состав питательной среды. На динамику процес. са в значительной степени влияет и переход установки от стерилизации пи тательной среды к стерилизации воды. В результате воздействия перечисленных возмущений возможны значительные нарушения температурного режима работы установки, ухудшение качества сте рилизации, что недопустимо особенно для таких процессов, в которых питательная среда подается в ферментационное оборудование непосредственно в процессе биосинтеза. 50Целью изобретения является повышение качества управления. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом стерили 55 зации питательных сред непрерывно измеряют вязкость стерилизуемой среды перед нагревателем а подачу острога пара в нагреватель корректируютв зависимости от измеренной вязкости.На чертеже представлена схемаустройства для,реализации предлагаемого способа,Схема содержит нагреватель 1, выдерживатель, 2, холодильник 3, датчики 4-8 соответственно расхода питательной среды, давления острого пара,температуры на выходе нагревателя,давления в выдерживателе, температуры после холодильника, связанные соответственно с регуляторами 9-13 расхода питательной среды, давленияострого пара, температуры на выходенагревателя, давления в выдерживателе и температуры на выходе иэ холодильника, переключатель 14, связанный своими входами с выходом регулятора 9 расхода тйтательной среды,генератором 15 линейно возрастающегосигнала а выходом - с клапаном 16на линии подачи питательной средыв нагреватель, переключатели 17 и 18,.подключены своими входами соответственно к регуляторам 11 и 13, приэтом выход переключателя 18 связанс входом переключателя 17 и клапанам 19 на линии подачи охлаждающейводы в холодильник 3, а выход переключателя 17 - с входам регулятора 10давления острого пара, выход каторага соединен с клапаном 20 на линииподачи острого пара в нагреватель 1и с одним из входов селектора 21сигналов, Второй вход селектора 21сигналов связан с задатчиком 22,а выход - с одним из входов сумматора 23, второй вход которого подключен к задатчику 22, а выход -к одному из входов сумматора 24.Второй вход последнего связан с задатчиком 25 расхода питательной среды, а выход - с входом регулятора 9 расхода питательной среды. Регулятор 12 давления в выдерживателе 2 связан с клапаном 2 б на линии передачи питательной среды из выдерживателя 2 вахолодильник 3.Схема содержит также датчик 27 вязкости стерилизуемой среды на входе в нагреватель 1, связанный с формирователем 28 сигнала управления параметрами настройки регулятора 10 давления острого пара на входе в нагреватель 1, связанный с формирователем 28 сигнала управления параметрами настройки регулятора 10 давления ост4027 4ной среды. Положение переключателя14 при этом определено сигналом отпрограммно-логического блока 31.При уменьшении степени открытияклапана 20 описанный цикл работыосуществляется в обратном порядке.Давление после выдерживателя 2поддерживается контуром стабилизации, включающим датчик 7 давления,регулятор 12 и клапан 26. Температура после холодильника 3 поддерживается контуром регулирования, включающим датчик 8 температуры, регулятор13 и клапан 19 на линии подачи охлаждающей воды в холодильник 3, приэтом подключение регулятора 13 к клапану 19 зависит от положения переключателя 18, который управляется сигналом от программно-логического блока 3.В пусковом режиме сигналом от блока 31 включается генератор 15 линейно возрастающего сигнала и одновременно через переключатель 14 генератор15 подключается к клапану 16, обеспечивая подачу питательной среды в нагреватель 1 по линейно возрастающемузакону. Увеличивающийся поток питательной среды через нагреватель 1снижает температуру на его выходе,что вызывает увеличение сигнала навыходе регулятора 11. Этот сигналчерез переключатель 17 поступаетв виде корректирующего воздействияна вход регулятора 10 давления острого пара, в результате чего регулятор 10, воздействуя у,; на клапан 20,увеличивает подачу острого пара внагреватель 1. При достижении расходом питательной среды заданного значения программно-логический блок 31формирует сигнал, воздействующийна переключатель 14, который подключает выход регулятора 9 к клапану 16,обеспечивая регулирование расхода питательной среды в нагреватель 1.В предпусковом режиме программнологический блок 31 через переключатели 18 и 17 коммутирует сигнал с выхода регулятора 13 к регулятору 10 давления острого пара. При этом обеспечи.вается стабилизация температуры стерилизации технологического оборудования в наиболее удаленной точке путем коррекции давления пара перед нагревателем1 по температуре на выходе холодильника 3, обеспечивая тем самым качественную стерилизацию оборудования приминимальном расходе острого пара. 3рого пара на входе в нагреватель 1,переключатель 29, который своимивходами связан с задатчиком 30 параметров настройки и формирователем 28,а выходом - с входом регулятора 10.Кроме того, схема содержит программно-логический блок 31, соединенный с входами переключателей 14, 17,18, 29 и генератора 15 линейно-возрастающего сигнала, а также с в зхо Одом датчика 4,Схема функционирует следующим образом.В случае изменения температурына выходе нагревателя 1, например 15ее снижении, сигнал от датчика 6 температуры поступает на вход регулятора 11 и далее через переключатель 17в виде корректирующего сигнала поступает на вход регулятора 10 давления 20острого пара. При этом положение переключателя 17 определено сигналомот программно-логического блока 31.Результирующий сигнал, отработанныйрегулятором 10, воздействует на 25клапан 20, обеспечивая тем самымувеличение подачи острого пара внагреватель 1. Если при этом сигнална выходе регулятора 10, определяющий положение клапана 20, не превышает значение, заданное задатчиком 22,селектор 21 большего сигнала пропускает на положительный вход сумматора 23 сигнал от задатчика 22. Отрицательный вход сумматора 23 непосредственно связан с задатчиком 22, по 35этому сигнал на выходе сумматора 23равен нулю, и задание регулятору 9расхода питательной среды определяется только величиной сигналя, установ 40ленного задатчиком 25 расхода питательной среды.При превышении сигналом на клапане 20 значения, заданного задатчиком22, что свидетельствует об ограничении возможности увеличения подачи пара, селектор 21 пропускает на входсумматора 23 сигнал с выхода регулятора 10, где из последнего вычитаетсявеличина сигнала от задатчика 22. Вычисленная величина разности, умножен,ная в блоке на постоянный коэффициент, определяющий глубину коррекциизадания, поступает на сумматор 24,где вычитается иэ сигнала, формируемого задатчиком 25 расхода питательной среды. При этом регулятор 9 черезпереключатель 14 воздействует наклапан 16, уменьшая подачу питатель 1094027В случае изменения физических свойств стерилизуемой питательной среды, обусловленного различным составом питательной среды и различными концентрациями входящих в ее 5 состав компонентов, а также в случае перехода от стерилизации питательной среды к стерилизации воды или обратно, сигнал от датчика 27 вязкости поступает на вход формирователя 28 управляющего сигнала, который через переключатель 29 поступает на вход регулятора 10 давления пара в виде сигнала коррекции его параметров настройки (пределы пропорциональности и время интегрирования), характеризующих быстроту и скорость срабатывания клапана 20 на линии подачи острого пара в нагреватель 1. Положение переключателя 29 при этом определено сигналом от программно-логического блока 31. В пусковом режиме переключатель 29 пропускает на вход регулятора 10 25 давления. пара сигнал от задатчика 30 формирующего заданные значения параметров настройки регулятора 10, а в рабочем режиме на вход регулятора 10 через переключатель 29 поступает сиг зо нал от формирователя 28, корректирующий параметры настройки регулятора 10 в зависимости от вязкости стерилизуемой среды. При этом обеспечивается плавный переход от стерилиза 35 ции питательной среды к стерилизации воды (и обратно), значительно отличающийся по вязкости от питательной среды, а также плавная перестройка регулятора 10 водяного пара при изменении физических свойств стерилизуемой питательной среды.Таким образом, использование предлагаемого способа автоматического управления процессом стерилизации питательных сред по сравнению с иэвестчым решением повысит качество управления процессом стерилизации питательной среды (воды), а именно точность поддержания температуры на выходе из нагревателя 1 в заданных пределах в переходных режимах и в ходе процесса.Экономический эффект от использования изобретения составит порядка 30 тыс,руб в год на одну установку непрерывной стерилизации питательных сред средней мощности за счет более качественного регулирования температуры стерилизуемых сред на выходе из нагревательной колонки и, как следствие, сокращение потерь за счет соблюдения регламентного теплового режима стерилизации.Непрерывное измерение вязкости стерилиэуемой среды перед нагревательной колонкой и автоматическая коррекция параметров настройки регулятора давления острого пара обеспечивает условия достижения заданной цели. Обеспечение стабилизации температуры стерилизуемой среды на выходе иэ нагревателя строго на заданных регламентных значениях способствует сокращению и даже ликвидации потерь питательной среды иэ-за ее перегрева или недогрева и, как следствие, сокращению потерь целевого продукта биосинтеза в процессе последующей ферментации,1094027 Коррект Зимок 3441/39 Тираж 699 ВНИИПИ Государственного комитета.ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., дПодписно Зака ПП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна или Составитель Г. БогачевРедактор А, Шандор Техред М.Тепер