SU1430019A1 - Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow - Google Patents
Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow Download PDFInfo
- Publication number
- SU1430019A1 SU1430019A1 SU874207449A SU4207449A SU1430019A1 SU 1430019 A1 SU1430019 A1 SU 1430019A1 SU 874207449 A SU874207449 A SU 874207449A SU 4207449 A SU4207449 A SU 4207449A SU 1430019 A1 SU1430019 A1 SU 1430019A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pasteurization
- milk
- temperature
- section
- heating elements
- Prior art date
Links
Landscapes
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к способам автоматического управлени процессом пастеризации молока в потоке в установках с пленочными электронагревательными элементами. Цель изобретени - повышение точности поддер- жатто заданного пастеризационного эффекта - достигаетс за счет вычислени заданной температуры пастеризации молока и термического сопротивлени при условии изменени скорости отложений на теплоотдающих поверхност х , расхода и температуры продукта на входе в установку. При этом коррекци задани регул тора пастеризации повышает точность поддержани режима пастеризации молока в услови х измен ющейс производительности и накоплени белковых отложений на тепло- g отдающих поверхност х установки. 1 ип (ЛThe invention relates to methods for automatically controlling the process of pasteurization of milk in a stream in installations with film electric heating elements. The purpose of the invention is to increase the accuracy of support for a given pasteurization effect — it is achieved by calculating the set temperature of pasteurization of milk and thermal resistance under the condition of a change in the rate of deposits on the heat-transfer surfaces, flow rate and product temperature at the entrance to the installation. At the same time, the correction of the setting of the pasteurization controller improves the accuracy of maintaining the pasteurization mode of the milk under conditions of varying productivity and accumulation of protein deposits on the heat-giving surfaces of the installation. 1 un (L
Description
4:four:
0000
Изобретение относитс к способам автоматического управлени технологическими параметрами, например режимом пастеризации молока, и может быть использовано дл создани систем автоматического управлени поточными пастеризационными устайовками с иле- уочными электронагревательными элементами , используемыми на молочных The invention relates to methods for automatically controlling technological parameters, for example, a pasteurization mode for milk, and can be used to create automatic control systems for continuous pasteurization installations with milk electric heating elements used on dairy products.
фермах и комплексах.farms and complexes.
i Целью изобретени вл етс повы- цение точности поддержани заданного Пастеризационного эффекта.i The aim of the invention is to improve the accuracy of maintaining a given Pasteurization effect.
j На чертеже представлена схема уст- 1|ойства, с помощью которого осуществл ют предлагаемый способ.j The drawing shows a diagram of the device with which the proposed method is carried out.
I Устройство, содержит рекуператор 1, 4екцию пастеризации с пленочными электронагревательными элементами 2, программируемое вычислительное управл ющее устройство 3, на вход которого Подключены датчик 4 температуры и Датчик 5 расхода продукта, поступаю- на обработку, датчик 6 давлени продукта на входе в секцию пастеризации , датчики 7 и 8 мощности и тем- пературы пленочных электронагрева- тельньк элементов и датчик 9 температуры пастеризации, а выход св зан С исполнительным устройством JO изменени мощности пленочных электро- йагревательных„элементов.I Device, contains a heat exchanger 1, 4, a section of pasteurization with film electric heating elements 2, a programmable computing control device 3, to the input of which Temperature sensor 4 is connected and Product flow sensor 5, received processing, product pressure sensor 6 at the entrance to the pasteurization section, sensors 7 and 8 of the power and temperature of the film electric heating elements and sensor 9 of the pasteurization temperature, and the output are connected With an actuator JO the change in power of the film is electro-heated "Elements.
I В программируемом вычислительном управл ющем устройстве 3 (микропроцессорном контроллере) программно реализованы блок опроса датчиков и 1|1ервичной обработки результатов из- ерений, блок формировани управл ю- ijero воздействи , направленного на «сомпенсацию измер емых возмущений, пи-регул тор температуры пастериза-г ции, блок вычислени оптимальных параметров настройки регул тора и заданного значени температуры п астери- зации,I In a programmable computational control device 3 (microprocessor controller), a sensor interrogation unit and 1 | Primary processing of the results of measurements are implemented in software, a control unit for generating control ijero action directed to the "compensation of measured disturbances, pi-temperature regulator, pasteurization section, the unit for calculating the optimal settings of the controller and the set value of the asterisation temperature n,
Продукт насосом (не показан) подаетс в секцию 1 рекуперации и поступает на окончательньй нагрев в секцию пастеризации с пленочными элект- ронагревательными элементами 2. При этом расход продукта, обеспечиваемый насосом установки, измен ют согласно изменению подачи линии доени -.The product is pumped (not shown) to the recovery section 1 and is fed to the final heating to the pasteurization section with film electric heating elements 2. At the same time, the product flow rate provided by the installation pump is changed according to the change in the milking supply line -.
Сигналы с датчиков 4-9, пропорциональные измеренным параметрам, температуре и расходу продукта, поступающего на обработку, давлению продукта на входе в секцию пастеризации, мощSignals from sensors 4-9, proportional to the measured parameters, temperature and consumption of the product entering the treatment, product pressure at the entrance to the pasteurization section, power
ности и температуре пленочных электронагревательных элементов, температуре пастеризации, поступают на вход программируемого вычислительного управл ющего устройства 3. Функциониру в соответствии с программой по результатам измерени давлени на входе в секцию пастеризации и расхода продукта, определ етс скорость ДЩ1- женил продукта в нагревательных каналах секции пастериз ации.the temperature and temperature of the film electric heating elements, the pasteurization temperature, is fed to the input of the programmable computing control device 3. The function according to the program based on the results of pressure measurement at the entrance to the pasteurization section and the product consumption is determined by the speed of the product in the pasteurization section atsii.
Скорость продукта в каналах секции пастеризации определ етс следующим образом.The speed of the product in the channels of the pasteurization section is determined as follows.
Наход тс потери напора в рекуператоре по охлаждаемой стороне в соответствии с уравнением Дарси-ВейсбахаPressure loss is found in the heat exchanger on the cooled side in accordance with the Darcy-Weisbach equation
рR
екek
1р1p
pWppWp
(1)(one)
3k6. рек3k6. rivers
1 - длина каналов рекуператора ;.1 - length of the heat exchanger channels;.
pek коэффициент сопротивлени , который можно определить в соответствии с выражениемpek resistance coefficient, which can be determined according to the expression
о,гв Урск ArRf. ,About, Guards Ursk ArRf. ,
.(2). (2)
где А - коэффициент, определ емьй типом теплообменньк пластин рекуператора (например, дл пластин ь 11,2).where A is the coefficient determined by the type of heat exchanger heat exchanger plates (for example, for plates 11.2).
е рек критерий ТРейнольдсаe reka treynolds test
RR
WP d экб. feWP d eq. fe
(3)(3)
- эквивалентньй диаметр- equivalent diameter
канала рекуператора; - коэффициент кинематической в зкости продукта;heat exchanger channel; - coefficient of kinematic viscosity of the product;
- скорость продукта в каналах рекуператора; W р в свою очередь опревыражени - product speed in the channels of the heat exchanger; W p in turn ovidrazheni
WW
рR
Я- Вр- hp I- hp- hp
(4)(four)
D - массовый расход продукта;D is the mass flow rate of the product;
f - удельна плотность продукта;f is the specific gravity of the product;
Вр - ширина каналов рекуперато- ра;BP is the width of the recuperator channels;
hp - межпластинный зазор в рекуператоре .hp - plate gap in the recuperator.
31430013143001
Вычита из измер емого значени давлени на входе в секцию пастеризации вычисленное значение потерь напора в рекуператоре по охлаждаемой стороне, получим значение потерь напора в каналах секции пастеризации.Subtracting from the measured pressure at the inlet to the pasteurization section the calculated value of the pressure loss in the recuperator on the cooled side, we obtain the value of the pressure loss in the channels of the pasteurization section.
Таким образом, дл каналов секции пастеризации можно записать следующую систему уравненийThus, for the channels of the pasteurization section, the following system of equations can be written
10ten
..
pWn... 2 pWn ... 2
D W. f БП-ЬП,D W. f BP-LP,
(6)(6)
где hf, - межпластинный зазор в секции пастеризации; Вр - ширина каналов секции пастеризации . Здесь учтено, что dgNB.n 2hp.where hf, is the interplate gap in the pasteurization section; BP is the width of the channels of the pasteurization section. It takes into account that dgNB.n 2hp.
Реша систему уравнений (5) и (6) можно получить выражение дл определени скорости продукта в каналах секции пастеризации , Solving the system of equations (5) and (6), we can obtain an expression for determining the speed of the product in the channels of the pasteurization section,
W ,4D Pn . 1/3W, 4D Pn. 1/3
П V 1 p в P V 1 p in
Vo л г пVo l gp
Коэффициент трени находитс в о соответствии с выражением (2). Значение критери Рейнольдса при этом определ етс соотношениемThe coefficient of friction is found in accordance with expression (2). The value of the Reynolds criterion is determined by the ratio
RR
2D2D
erer
f-B.f-b.
которое получено при совместном решении системы уравненийwhich is obtained by jointly solving the system of equations
RenRen
Wn- 2hnWn- 2hn
WHWh
D P Bp- Ь„ D P Bp- Ь „
(9)(9)
Использу , соотношени (7) и (8), 45 а также критериальное уравнениеUsing relations (7) and (8), 45 as well as the criterial equation
N, K-. -p;;,(Pц/Pчcт) (10)N, K-. -p ;;, (Pc / Pcct) (10)
определ ем коэффициент теплоотдачиdetermine the heat transfer coefficient
А - NM /114A - NM / 114
d .- ,(II)d .-, (II)
экв eq
- эквивалентный диаметр канала ,- теплопроводность продукта; - посто нные, завис щие от- equivalent channel diameter, - product thermal conductivity; - constant depending on
типа пластин рекуператора.plate type recuperator.
9 9
Дл элементарного участка канала секции пастеризации справедливо соотношениеFor the elementary section of the channel of the pasteurization section, the ratio
ПЭНPEN
V + q(+ R,,), V + q (+ R ,,),
т г t g
(12)(12)
))
10ten
1515
2020
, 2525
о 35about 35
4040
45 45
5050
;;
..
5555
где - температура пленочного электронагревательного элемента; V - температура продукта вwhere is the temperature of the film electric heating element; V - product temperature in
рассматриваемом сечении; q - удельный тепловой поток (дл нашего случа равен удельной поверхности мощности пленочных-электронагревательных элементов ) ;considered section; q is the specific heat flux (for our case it is equal to the specific surface of the power of the film-electric heating elements);
R - суммарное термическое сопротивление теплопередачи от пленочного электронагревательного элемента к продукту.R is the total thermal resistance of heat transfer from the film electric heating element to the product.
Из соотношени (12), использу измер емые значени мощности пленочных электронагревательных элементов (q), их температуру (V ), температуру продукта (V), а также вычисленное значение коэффициента теплоотдачи ( о( ) , определ етс суммарное терми- . ческое сопротивление теплопередачи RT.From relation (12), using the measured power values of the film electric heating elements (q), their temperature (V), product temperature (V), as well as the calculated value of the heat transfer coefficient (o ()), the total thermal resistance of heat transfer is determined RT.
Вычита из К 2; известное значение термического сопротивлени теплооб- менной пластины, находитс термическое сопротивление отношений на тепло- отдающих поверхност х секции пастеризации ..Subtract from K 2; the known value of the thermal resistance of the heat exchanger plate, is the thermal resistance of the relations on the heat transfer surfaces of the pasteurization section ..
По измеренным значени м параметров , вли ющих на пастеризационный эффект установки, а именно температуры продукта на входе в секцию рекуперации (V), расхода продукта (D), скорости продукта (W), определ етс заданное значение температуры пастеризации Vf,, которое обеспечивает заданный пастеризационный эффект, установки (Р; 1). Вычисленное значение температуры пастеризации V ввод т в установку задани в регул тор температуры пастеризации. Регул тор, обеспечива стабилизацию заданного значени V, обеспечивает стабнлиза-, цию необходимого пастеризационного эффекта установки, а именно Р д 1.The measured values of the parameters affecting the pasteurization effect of the installation, namely the product temperature at the entrance to the recovery section (V), product flow rate (D), product speed (W), determine the set value of the pasteurization temperature Vf. pasteurization effect, installation (P; 1). The calculated pasteurization temperature value V is introduced into the setting unit in the pasteurization temperature controller. The regulator, ensuring the stabilization of the given value of V, ensures the stabilization of the necessary pasteurization effect of the apparatus, i.e. P d 1.
В слз чае изменени какого-либо из параметров V,., D и W , устройством 3 вьгаисл етс новое значение температуры пастеризации, которое вIn the case of changes in any of the parameters V,., D and W, device 3, a new value of the pasteurization temperature is determined, which is
изменившихс услови х обеспечивает заданное значение пастеризационного Э:ффекта установки о Оно вводитс в регул тор температуры пастеризации, как нова уставка заданного значени Vf,.the changed conditions provides the specified value of the pasteurization E: the effect of the installation. It is introduced into the pasteurization temperature controller, as a new setpoint of the specified value Vf ,.
Значение температуры пастериз ации,The temperature of pasteurization,
1430019614300196
онный эффект, может быть определено из следующей системы уравнений:This effect can be determined from the following system of equations:
+ Р+ P
«пост"fast
(13)(13)
Уравнени дл определени пастеризационного эффекта секций пастеризации и рекуперации, в окончательном виде записываютс следующим образом;The equations for determining the pasteurization effect of the pasteurization and recovery sections are finalized as follows;
« паст"Pastes
1|де In1 | de In
Vv Vv
VoVo
г1r1
a,b дпина секции пастеризации коэффициент рекуперации; температура продукта на входе в секцию рекупара- ции;.a, b dpina pasteurization section recovery factor; product temperature at the inlet to the recovery section;
температура продукта на входе в секцию пастеризации;product temperature at the entrance to the pasteurization section;
температура продукта на первом участке секции пастеризации;product temperature in the first section of the pasteurization section;
посто нные, определ емые качеством сырого молока (видом подавл емых микроорганизмов ) .constants determined by the quality of raw milk (the type of inhibited microorganisms).
Анализ выражений (14) и (15) позвол ет сделать вывод, что пастеризционный эффект установок зависит от значений посто нных а и Ъ, конструк jTHBHbix параметров 1р, Вр, h р, Ip и .определ етс режимными параметрами 1. Wn, Vx, Vfl, VP, V; и . При этомAnalysis of expressions (14) and (15) allows us to conclude that the pasteurization effect of the installations depends on the values of the constant a and b, the jTHBHbix structure of the parameters 1p, BP, hp, Ip and. Is determined by the mode parameters 1. Wn, Vx, Vfl, VP, V; and Wherein
V и Е пара п х п f п следует отметить, что Vp, уV and E pair p x p f p should be noted that Vp, y
определ ютс через измер емыеdetermined by measurable
метры: D, VjK и V „. . Окончательно получаем , что пастеризационный эффект ,установки, оцениваемый критерием Пастера, определ етс следующими параметрами: V V, D и Wn, т.е.meters: D, VjK and V „. . Finally, we find that the pasteurization effect, the settings estimated by the Pasteur criterion, are determined by the following parameters: V V, D and Wn, i.e.
Р« f(V,, V,, D, Wp).P “f (V ,, V ,, D, Wp).
Из уравнений (lA) и (15) при усло- ВИИ обеспечени примене кием ЦВМ и проведени численного факторного эксперимента определ етс упрощенна зависимость V п задVFrom equations (lA) and (15), under the condition of ensuring the application of a digital computer and conducting a numerical factorial experiment, a simplified relationship V p back V
п задn ass
f CD, V,, w,)f CD, V ,, w,)
Данна зависимость реализовываетс вьмислительным управл ющим устройством .This dependency is implemented by the superficial supervisory device.
V - V V - V
rt rt rt rt
-V-V
(15)(15)
Напримерj дл поточной пастеризационной установки с пленочн1з1ми электронагревател ми ЭПУ-1 зависимость, из которой можно определить заданное значение температуры пастеризации, обеспечивающей заданньй пастеризаци, онный эффект обработки молока от коров больных туберкулезомS имеет следующий ви,ц;For example, for an on-line pasteurization unit with an EPU-1 film heater, a dependency from which it is possible to determine a given pasteurization temperature, which ensures a specified pasteurization, the effective effect of treating milk on cows of patients with tuberculosis S has the following vi, c;
85,5 85.5
+ 18//D 16 ,ID+ 18 // D 16, ID
1 one
2,45 10-Ч,2.45 10-H,
+1,12 Wn/D+1.12 Wn / D
ЕE
00
5five
00
Относительна погрещность определени Vn зйд при этом не гфевьшает 2%.The relative error of determining the Vn distance is relative, while not exceeding 2%.
Таким образом, в услови х, когда при измен ющихс параметрах D, Vj , Wf,, заданное значение температуры пастеризации всегда соответствует заданному пастеризационному эффекту, точность его стабилизации всецело определ етс динамической тогтностью работы регул тора температуры пастеризации (качеством регулировани ) -,Thus, under the conditions when, with varying parameters D, Vj, Wf,, the specified pasteurization temperature value always corresponds to the specified pasteurization effect, the accuracy of its stabilization is entirely determined by the dynamic toughness of the pasteurization temperature controller (control quality),
С целью повышени качества регулировани , учитыва , что динамические характеристики пастеризационной установки завис т от расхода продукта, его скорости в каналах секции пастеризации и количества отложений на теп- лоотдающих поверхност х (термическо- го сопротивлени ), предлагаетс кор- ректировать параметры настройки регул тора , обеспечива их оптимальное значение в зависимости от указанный величин.In order to improve the quality of regulation, taking into account that the dynamic characteristics of the pasteurization unit depend on the consumption of the product, its speed in the channels of the pasteurization section and the amount of deposits on the heat release surfaces (thermal resistance), it is proposed to adjust the settings of the controller, ensuring their optimal value depending on the specified values.
По сигналу рассогласовани между с полученным заданным значением .температуры VPI .jj, пастеризации и его из- . меренным текущим значением V „ ПИ-ре- гул тор вырабатывает управл ющее воздействие на изменение мощности пленочOn the signal of the mismatch between with the obtained set point. The temperature VPI .j, pasteurization and its iz-. the measured current value of V "the PI controller produces a control effect on the change in film power
ных электронагревательных элементов, которое, суммиру сь с управл ющим воздействием , выработанным блоком компенсации возмущений, поступает на исполнительное устройство 10.electric heating elements, which, summing up with the control action produced by the disturbance compensation unit, goes to the actuator 10.
Таким образом, предлагаемый способ автоматического управлени обеспечивает высокую точность поддержани режима пастеризации в услови х измен ющейс производительности и накоплени отложений.на теплоотдающих поверхност х , что повышает качество обработки , исключа недогрев, либо перегрер продукта, уменьшает интенсивность пригарообразовани , повышает вкусовые качества продукта.Thus, the proposed automatic control method ensures high accuracy of maintaining the pasteurization mode under conditions of varying productivity and accumulation of deposits. On heat transfer surfaces, which improves the quality of processing, eliminating underheating, or overheating of the product, reduces the intensity of pre-formation, improves the taste of the product.
Кроме того, работа установки при измен ющемс расходе в режиме поддержани заданного пастеризационного эффекта,.позвол ет иметь минимальные энергозатраты на процесс обработки.In addition, the operation of the plant, with varying flow rates in the mode of maintaining a given pasteurization effect, allows one to have minimal energy consumption for the process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874207449A SU1430019A1 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874207449A SU1430019A1 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1430019A1 true SU1430019A1 (en) | 1988-10-15 |
Family
ID=21289813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874207449A SU1430019A1 (en) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1430019A1 (en) |
-
1987
- 1987-03-13 SU SU874207449A patent/SU1430019A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 843930, кл. А 23 С 3/00, 1981. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103286143B (en) | Hot rolling slab Edge Heating Temperature Measure Control method | |
SU1430019A1 (en) | Method of automatic control of pasteurization of milk in the flow | |
CN110479770B (en) | Optimized control method for twenty-high rolling mill plate shape | |
CN109332393A (en) | A kind of strip continuous rolling method for controlling thickness | |
CN100594454C (en) | Model structure parameter decision method, parameter decision device, control device, and temperature adjustment device | |
CN2438127Y (en) | Scaling inhibition in-line monitoring device for water treatment technique | |
CN104158071A (en) | Constant temperature processing device and method for cooling water under variable working conditions | |
KR960015057B1 (en) | Steam flow meter | |
JP2010066852A (en) | Method of tuning control parameter | |
CN105414200B (en) | A kind of single chassis reversable mill tension monitoring control device and its method | |
US3446273A (en) | Control system | |
SU656682A1 (en) | Regulator of strip temperature at hot rolling mill outlet | |
RU211157U1 (en) | Device for measuring the flow rate of a gas condensate well | |
SU980081A1 (en) | Method of automatic control of heat-exchange apparatus for treatment of wine | |
CN115542721A (en) | Cut tobacco dryer outlet moisture feedback control method and control system | |
SU1012023A1 (en) | Liquid or gas flow consumption measuring method | |
SU1258656A1 (en) | Method of automatic control for process of pipe high-frequency welding | |
JPS6315972B2 (en) | ||
JP2009116721A (en) | Controller, temperature regulator, and gain regulator | |
SU1636648A1 (en) | Method for regulation of water temperature at outlet of water heating boiler with recirculating line | |
SU1197629A1 (en) | Method of automatic controlling of heat treatment of liquid food products | |
SU779799A1 (en) | Method of automatic regulating of temperature at the outlet of heat exchange apparatus | |
SU243294A1 (en) | METHOD FOR REGULATING HEAT PROCESSES | |
JPS6025177A (en) | Incoming heat controller of induction heater | |
SU1091033A1 (en) | Method of graduating thermal flow pickup |