SU983669A1 - Способ автоматического управлени процессом непрерывной стерилизации питательной среды - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НЕПРЕРЫВНОЙ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

1

Изобретение относитс  к способам автоматического управлени  процессом непрерывной стерилизации питательных сред и может бьзть применено в микробиологической , медицинской и пищевой отрасл х промыиленности, например, при стерилизации питательных сред в производстве антибиотиков.

Известен способ автоматического регулировани  процесса непрерывной стерилизации сред, который осуществл етс  путем стабилизации температуры образующейс  смеси за счет одно- , временного воздействи  на расходы питательной среды и пара при стабилизированном давлении смеси в выдерживателе 1 Недостатком данного способа  вл етс  то, что при незначительных ко-лебани х параметров питательной среды и в услови х быстротечного процесса пр мого нагрева (12-17 с) не обеспечиваетс  поддержание температуры смеси на выходе нагревател  в заданных технологией пределах, а кроме того, одновременное непрерывное регулирование расходов пара и питательной среды при изменении плотности , в зкости и температуры последней ниже расчетных значений, вслед- ,

ствие инерционности систем регулировани , сопровождаетс -нарушением соотношени  фаз питательна  среда 1пар и, как следствие, режима стерилизации , выражающегос  в проскоках пара-В выдерживатель.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ автоматичес-кого управлени  процессом непрерыв10 ной стерилизации питательной среды, предусматривающей регулирование температуры нагрева стерилизуемой среды путем изменени  подачи питательной среды и острого пара, причем измене15 ние подачи острого пара осуществл ют с учетом.температуры среды после нагревател  2.

Недостатком этого способа  вл ет20 с  то, что возникают незатухающие колебани  температуры смеси на выходе нагревател  с амплитудой перепада +4,3с, -а это приводит к тому, что при стерилизации питательных сред

25 дл  биосинтеза тетраллимина и других антибиотиков, дл  которых недопустимы колебани  температуры ниже 140 С и выше , в одних случа х не исключаетс  проскок нестерильной питательной среды в ферментер, а в другом , за счет перегрева, ухудшение ее свойств. Цель изобретени  - повышение качества стерилизации. Указанна  цель достигаетс  тем, что, согласно способу автоматического управлени  процессом непрерыв .ной стерилизации питательной среды, Т1редусматривающему регулирование температуры нагрева стерилизуемой ср ды путем изменени  подачи питательно среды и острого пара, причем измене-ние подачи острого пара осуществл ют с учетом температуры среды после нагревател  . изменение подачи пи тательной среды осуществл ют в зависимости от рассогласовани  текущего значени  температуры среды после нагревател  от граничных максимально и минимально допустиш-ах значений .температуры, соответствующих виду стерилизуемой среды. На чертеже изображена блок-схема системы автоматического управлени . Стерилизуема  среда подаетс  в нагреватель 1, в который одновременно вводитс  пар. Образовавша с  смесь поступает в вьщерживатель 2. Схема управлени  включает датчик 3 температуры, установленный на выходе смеси из нагревател  1, одновременно св занный с регул тором 4 температуры , регул тором 5 расхода сте рилизуемрй среды и блоком 6 управлени . Регул тор 4 температуры св зан с исполнительным механизмом 7, установленным на линии подачи пара в нагреватель 1. Регул тор 5 расхода стерилизуемой среды св зан с исполнительным механизмом 8, установленНЫ1Л на линии подачи стерилизуемой среды в нагреватель 1. Блок б управЛенин св зан с регул тором 5 расхода стерилизуемой средн. Датчик 9 давлени , установленный на выходе выдержи вател  2, св зан с регул тором 10 давлени , а последний св зан с исполнительным механизмом 11, установленным на выходной линии выдерживате л  2. Температура стерилизации, например , питательной среды, используемой дл  процессов ферментации в про изводстве такого антибиотика как окситетрациклин, не должна выходить за пределы значений 140-148 С. Отклонение температуры стерилизации ниже 140С может вызвать проскок нестерильной питательной среды в ферментатор и последующее развитие в нем вместе с культурой посторонней микрофлоры. Последнее сопровождаетс  резким снижением эффективнос ти процесса биосинтеза в ферментатоpax -и зачастую приводит к преждевременному его прекращению и браку. Отклонение температуры стерилизации выше 149° С вЕ.13ывает перегрев питательной среды и резкое ухудшение ее свойств, что в свою очередь отражаетс  на технико-экономических показател х процесса биосинтеза. Автоматическое управление процессом непрерывной стерилизации питательной среды осуществл ют следующим образом. Сигнал от датчика 3 температуры одноврег1енно ввод т в качестве переманной величины в регул тор 4 температуры; , реализующий, например, пропорционально-интегральный закон регулировани , в блок 6 управлени  и в регул тор 5 расхода стерилизуемой среды, реализующий, например, пропорциональный закон регулировани . Регул тор 4 температуры, отрабатыва  входное воздействие, формирует на своем выходе командный сигнал , которым воздействуют на исполнительный механизм 7, установленный на линии подачи пара в нагреватель 1. Регул тор 5 расхода стерилизуемой среды, отрабатыва  входное воздействие , формирует на своем выходе командный сигнал, которым возлействует на исполнительный механизм 8, установленный на линии подачи питательной среды в нагреватель 1. В блок 6 управлени  ввод т дополнительно два сигнала задани , из которых один устанавливают на уровне несколько большем, чем значение нижней границы допустимых отклонений температуры стерилизации по регламенту , например 142с, а другой на уровне несколькоменылем, чем значение верхней границы допустимых отклонений температуры стерилизации, например 146С. Этими сигналами задани  в блоке б управлени  создают зону с границами нечувствительности, например в +2с. При температуре смеси на выходе нагревател  1, лежащей в зоне нечувствительности блока б управлени , например, в пределах 142-146 С, последний формирует на своем выходе единичный управл ющий сигнал, которым запирают отключающее реле регул тора 5 расхода стерилизуемой среды. При зтом исполнительный механизм 8, управл емый регул тором 5 расхода стерилизуемой среды, отсекаетс  от последнего, а командный сигнал, например пневматический, наход щийс  в канале между отключающим реле регул тора -5 расхода стерилизуемой среды и исполнительньцу механизмом 8,, остаетс  на том значении, которое он имел в момент срабатывани  отключающего реле. Заполненному таким образом в канале св зи командному сигналу соответствует строго определенное положение исполнительного механизма 8, который в этом случае, выполн   функции посто нного дроссел , создает опрелеленный режим дросселировани  потока питательнойсреды. . Поддчержание температуры смеси на выходе нагревател  1 в заданных пре делах при фиксированном положении исполнительного механизма 8 осущест вл ют контуром регулировани  расход пара, подаваемого в нагреватель 1, который поддерживает определенное оотногзение питательна  среда - пар Колебани  параметров питательной среды (температура, плотность, в зкость ) при фиксированном ее расходе в нагреватель 1 сопровождаютс  коле бани ми температуры образующейс  смеси на его выходе. При выходе температуры смеси за пределы зоны нечувствительности блока б управлени , например, в сторону уменьшени , последний срабатывает и снимает со сво его выхода единичный управл ющий си нал, которым было заперто отключающее реле регул тора 5 расхода стерилизуемой среды, тем саг.1ым осущест вл   подключение его выхода к испол нительному механизму 8. Регул тор 5 расхода стерилизуемой среды, под вли нием измен ющегос  сигнала, поступающего от датчика 3 температуры, формирует на своем выходе командный сигнал. Исполнительный механизм 8, отрабатыва  этот ко мандный сигнал, измен ет свое положение , уменьша  подачу питательной среды в нагреватель 1, Одновременно на выходе рехул тора 4 температуры, подвли нием измен ющегос  сигнала, поступающего от датчика 3 температуры , формируетс  командный сигнал. Исполнительный механизм 7, отрабатыва  этот командный сигнал, измен ет свое положение, увеличива  подачу пара в нагреватель 1. Поскольку регул тор 5 расхода стеризуемой среды, реализующему пропорциональный закон регулировани , присуще большее быстродействие, чем регул тору 4 температуры, реализующему пропорционально-интегральный закон регулировани , скорость изменени  величины по.тока питательной среды несколько опережает скорость изменени  величины потока пара. Уменьшение потока питательной сре ды в нагреватель 1 сопровождаетс  уменьшением давлени  в технологической системе нагреватель 1 - вьщерживатель 2. Сигнал об уменьшении дав лени , снимаемый с датчика 8 давлени , передают в регул тор 10 давлени , который, отрабатыва  этот сиг .нал, выдает на исполнительный механизм 11 командный сигнал. Последний отрабатыва  командный сигнал, измен ет свое положение так, чтобы изменением потока смеси после выдерживател  2 восстанавливалось давление в технологи 1еском контуре на уровне заданного. Изменение потока питательной среды и пара, подаваемых в.нагреватель 1 продолжаетс  до тех пор, пока температура смеси на ВЕлходе нагревател  1 не достигнет границы зоны нечувствительности блока 6 управлени . При нагревании образовавшейс  смеси до температуры, соответствуюмей. нижней границе зоны нечувствительности блока б управлени , последний срабатывает и формирует на своем выходе единичный управл ющий сигнал, которым запирает отключающее реле регул тора 5 расхода стерилизуемой среды. При ЭТОМ исполнительный механизм 8 отсекаетс  от выхода регул тора 5 расхода стерилизуемой среды, а новое значение командного сигнала в канале св зи, соедин ющем регул тор 5 расхода стерилизуемой среды с исполнительным механизмом 8, запоминаетс . Этому значению командного сигнала соответствует новое положение исполнительного механизма 8, при котором он снова, выполн   функции посто нного дроссел , создает новый, отличный от предыдугцего, режим дросселировани  потока питательной среды. При увеличении температуры образующейс  смеси на выходе нагревател  1 и выходе ее за пределы зоны нечувствительности блока 6 управлени  последний срабатывает, подключа  выход регул тора 5 расхода стерилизуемой среды к исполнительному механизму 8, который увеличивает поток питательной среды в нагреватель 1. В это же врем  регул тор 4 температуры через исполнительный механизм 7 уменьшает величину потока пара. В остальном система будет работать по описанной выше схеме. Таким образом, система автоматического управлени  при колебани х температуры смеси на выходе нагре1вател  1, выход щих за границы зоны нечувствительности блока б управлени , будет дискретно подключать регу-. л тор 5 расхода стерилизуемой среды к исполнительному механизму В, осуществл   тем самым изменение потока питательной- среды и стабилизацию режима его тзросселировани  на новом значении при возвращении температуры смеси в зону нечувствительности блока 6 управлени . Использование предлагаемого способа позволит в отличие от существующих поддерживать температуру смеси на выходе нагревател  в заданных регламентном пределах без перегрева, что применительно к производству, напоиметэ антибиотиков, обеспечит получение питательных сред лучшего

качества и, как следствие, увеличение выхода продуктов биосинтеза.

Кроме того, поддержание температуры стерилизации в заданных пределах позволит повысить надежность процесса стерилизации за счет уменьшени  веро тности инфицировани  питательной среды и тем самым снизить веро тность заражени  ферментаторов посторонней микрофлорой уже в начальной стадии процесса биосинтеза. Поеледнее сопровождаетс  снижением веро тности прекращени  ферментации из-за заражени  и увеличением выпуска продуктов биосинтеза.

Claims (2)

1.Федосеев К. Г. Физичес ие основы и аппаратура микробного синтеза биологически активных соединений.

М., Медицина, 1977, с. 86.

2.Авторское свиде,тельство СССР по за вке №2960147/13,

кл. G 05 D 27/00, 1980.

д

-i

Стерильна  .

дадание

Задание