SU1723131A1 - Система автоматического управлени процессом дозировани компонентов дл стерильных процессов форментации - Google Patents

Abstract

Использование: в химико-фармацевтической и микробиологической промышленности , а именно в системах|автоматического управлени  процессом дотировани  компонентов дл  стерильных процессов ферментации . Сущность изобретени : система содержит дозировочный бачок 1. линию наполнени  дозировочного бачка 1 с исполнительным механизмом 3, члинию слива в ферментатор с исполнительным механизмом 4, линию св зи воздушного пространства дозировочного бачка 1 с ферментатором 2 с исполнительным механизмом 5,линию подачи пара в дозировочный бачок 1 с исполнительным механизмом 6, датчик 7 верхнего уровн  и температурное реле 8, устройство 9 управлени . Заданием системе дозировани   вл етс  скорость дозировани  того или иного компонента. Максимальна  скорость дозировани  40 доз в 1 ч. 2 ил. 10

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического дозировани  и может быть использовано в химико-фармацевтической и микробиологической промышленности.

Известны системы автоматического дозировани  периодических процессов микробиологического синтеза.

Однако указанные системы не обладают должной надежностью при дозировании компонентов, которые отличаютс  высокой в зкостью и способностью кристаллизоватьс .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  система автоматического дозировани  дл  стерильных процессов ферментации. В этой системе дозировочный бачок св зан с ферментатором линией слива дозы с исполнительным механизмом и воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора соединены линией св зи с исполнительным механизмом. Заданием системы служит скорость дозировани  компонента. Дл  стерилизации дозировочного бачка используетс  лини  подачи пара с исполнительным механизмом. Набор дозы осуществл етс  через исполнительный механизм на линии подачи компонента из сборника в дозировочный бачок. Датчик верхнего уровн  определ ет моменты окончани  набора дозы, выливание дозы из дозировочного бачка осуществл етс  самотеком и контролируетс  датчиком нижнего уровн . Работу системы координирует устройство управлени .

Недостатком системы  вл етс  низка  надежность при дозировании таких высоков зких компонентов, как фенилацетамид и фенилуксусна  кислота.

Цель изобретени  - повышени  надежности системы.

Дл  достижени  поставленной цели система автоматического управлени  процессом дозировани  дл  стерильных процессов ферментации, содержаща  датчик верхнего уровн , расположенный в дозировочном бачка и соединенный со входом управл ющего устройства, выход последнего - с испол- нительными механизмами, установленными на линии подачи компонента в дозировочный бачок и слива в ферментатор, на трубопроводе подачи пара в дозировочный бачок и тру- бопроводе, соедин ющем воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора , снабжена температурным реле, установленным на линии слива в ферментатор , и соединенным со вторым входом управл ющего устройства.

Повышение надежности достигаетс  за счет транспортировани  очередной дозы

высоков зкого компонента из дозировочного бачка в ферментатор паром. Перва  микроопераци  - набор дозы аналогична известной системе На второй микроопера- ции - слив дозы осуществл етс  принудительный слив дозы в смесь с паром.

При этом парожидкостна  смесь проталкиваетс  в ферментатор, а температурное реле определ ет момент прекращени  подачи пара. На третьей микрооперации - готовность к набору дозы, сконденсировавшиес  пары в виде конденсата самотеком сливаютс  в ферментатор. Это состо ние

 вл етс  исходным.

После окончани  набора дозы закрываетс  исполнительный механизм на линии св зи воздушного пространства ферментатора и дозировочного бачка и открываетс 

исполнительный механизм на линии подачи пара. Давление пара выше, чем давление в ферментаторе, поэтому доза жидкости подобно поршню в насосе перемещаетс  от дозировочного бачка к ферментатору. По

мере вытеснени  жидкости пар проникает в ферментатор и естественно нагревает трубопровод слива. Температурное реле устанавливаетс  непосредственно на трубопроводе линии слива дозы. В результате контакта внешней поверхности трубоп- ровода и чувствительного элемента температурного реле при нагревании тепло передаетс  от металлической поверхности трубопровода к чувствительному элементу,

который перемещаетс  на величину, пропорциональную изменению температуры.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемой системы; на фиг. 2 - циклограмма работы системы.

Система содержит бачок 1, ферментатор 2, исполнительные механизмы 3-6 соответственно на трубопроводах подачи и слива компонента, св зи воздушного пространства и подачи пара в бачок, датчик 7

верхнего уровн , температурное реле 8 и устройство 9 управлени .

Устройство 9 содержит счетчик 10, сдвиговые регистры 11,12 и 13, триггеры 14 и 15. Задающим входом устройства 9  вл етс  второй вход счетчика 10, первый вход которого  вл етс  его первым выходом и. одновременно входом сдвигового регистра 11. Первый вход триггера 14  вл етс  выходом датчика 7. Второй вход триггера 14  вл етс  его выходом и входом сдвигового регистра 12. Выход температурного реле 8  вл етс  первым входом триггера 15, выход которого  вл етс  его вторым входом и одновременно входом сдвигового регистра 13. Первый, второй, третий и четвертый выходы

сдвиговых регистров 11-13  вл ютс  входами исполнительных механизмов 3-6 соответственно и одновременно первым, вторым, третьим и четвертым входами устройства 9 управлени .

Математическое описание счетчика 10 имеет вид

приХз Хг , иначе

Y2 1npnXi 1

, при

,, иначе, где Y - выходы счетчика;

X - входы счетчика;

индексом обозначен номер входа-выхода .

Математическое описание триггеров переднего фронта 14 и 15 имеет вид f Y-1, приХ1 1 , иначе, где Y - выход триггера;

Xi и X - соответственно первый и второй входы триггера.

Заданием системе дозировани   вл етс  скорость дозировани  компонента, задаваема  через второй вход счетчика 10. В случае заполнени  счетчика 10 его первый выход устанавливаетс  в единицу, тем самым включа  сдвиговый регистр 10, который задает состо ние исполнительным механизмам (см. микрооперацию 1 циклограммы на фиг. 2): ( ЗИМ4: 0 ) ИМ 1.ИМ ,

что соответствует открытию исполнительных механизмов 3 и 5 и закрытию 4 и 6. По мере заполнени  бачка 1 замкнетс  датчик 7, что соответствует наличию единицы на первом входе триггера 14, который установит свой выход в единицу, так как его предыдущее состо ние (посредством второго входа) было установлено в нуль.

Таким образом сдвиговый регистр 12 задает состо ние исполнительным меха- низмам(см. микрооперацию 2 циклограммы на фиг. 2): (

ИМ

WHM6: 1.

что соответствует открытию исполнительных механизмов 4 и 6 и закрытию 3 и 5. По мере прохождени  смеси пара и компонента (под давлением пара) нагреваетс  трубопровод слива дозы). При этом срабатывает температурное реле 8, которое устанавливает свой выход в единицу при достижении заданной температуры. Температурное реле 8 должно настраиватьс  на такую температуру и быть установленным в таком месте, чтобы с одной стороны с большей веро тностью из дозировочного бачка 1 был бы удален компонент, с другой стороны , парожидкостна  смесь в меньшей степени нанесла вред культуре, наход щейс  внутри ферментера 2.

К примеру, дл  63 кубового ферментато- 0 ра периодического действи  (дозируемый компонент-фенилацитамид) ориентировочные данные составили: Рпара-3 кгс/см2.

Длина линии слива компонента из дозировочного бачка в ферментатор 8 м. 5.

Рассто ние от ферментатора до места установки температурного реле 1.5 м. Диаметр трубопровода 3/4fr. Диаметр условно- го прохода исполнительного механизма на 0 линии слива компонента 25 мм.

Порог срабатывани  температурного реле 105°С. Диаметр условного прохода исполнительного механизма на линии подачи пара 25 мм. Объем дозы 7 м. Объем дозиро- 5 вечного бачка 10 м.

Таким образом температурное реле 8 (при выходе равном единице), включает сдвиговый регистр 13, тем самым воздейству  своими выходами 1-4 на соответствую- 0 щие исполнительные механизмы (см. микрооперацию 3 циклограммы на фиг. 2):

ИМ

5ИМ ,

что соответствует открытию исполнительных механизмов 4 и 5 и закрытию 3 и 6. Оставшийс  в бачке 1 пар конденсируетс , а конденсат самотеком сливаетс  в фермен- 0 татор 2.

Данна  система по сравнению с прототипом позволит снизить потери получаемого продукта за счет уменьшени  интенсивности отказов технических 5 средств.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Система автоматического управлени  процессом дозировани  компонентов дл  стерильных процессов ферментации, содер- 0 жаща  датчик верхнего уровн , расположенный в дозировочном бачке и соединенный с входом управл ющего устройства , выход последнего - с исполнительными механизмами, установленными на 5 линии подачи компонента в дозировочный бачок и слива в ферментатор, на трубопроводе подачи пара в дозировочный бачок и трубопроводе, соедин ющем воздушные пространства дозировочного бачка и ферментатора , отличающа с  тем, что, с

   целью повышени  надежности, она снабже- линии слива в ферментатор и соединенным на температурным реле, установленным на с вторым входом управл ющего устройства.

   Примечание: &л  исполнительных механизмов

   и- coamSeflicfneyefl соо о ни/о.открою п- cootneeaicmSyefff сс& о нига „закры/  i соо/ белк/ ёиет состо нию ,замк#у&

   Фиг.г