Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації фруктового наповнювача

Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації фруктового наповнювача, який включає вимірювання температур продукту у секціях пастеризатора та регулювання цих температур зміною подачі гріючої пари в оболонки відповідних секцій нагріву, який відрізняється тим, що для компенсації впливу другої секції на температуру продукту у першій та третій секціях, корегують завданням регулятора температури у першій та 3 середовища, що оточує апарат навколо нього, що використовують при обчисленні теплових потоків розсіювання і коефіцієнтів теплопровідності. Недоліком даного способу управління є використання як обігріваючого агента обігріваючої рідини, що у порівнянні із газоподібним середовищем (паром) має велику інерційність, та застосування регулювання відносно односекційного обігріваючого кожуха, що забирає значний тепловий ресурс для підготовки обладнання. При цьому використовується спосіб регулювання з нерівномірним розподіленням температури продукту відносно об'єму апарата. Відомий також спосіб автоматичного управління процесом пастеризації молока у пастеризаційно-охолоджувальній установці (Патент України №42969, Скунчій В.В., Степанов М.Т. Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації молока у пастеризаційно-охолоджувальній установці. МПК А23С 3/00, опублік. 2009р.). Даний спосіб включає в себе регулювання температури пастеризації та регулювання температури охолодження у двох окремих контурах, в яких компенсують вплив у каналах: "тиск пари - температура молока" та "температура розсолу - температура молока" за рахунок додаткового корегування цих збурень у корегуючих зв'язках. Недоліком даного способу є не врахування поточного значення температури продукту безпосередньо під час обробки його в об'ємі пастеризатора, що призводить до некоректного оцінювання якості вихідного продукту, та низької якості регулювання в контурах управління температурою вихідного продукту. Відомий спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку вибраний як прототип (Патент України №44154, Узюмов Ю.С, Павлов А.I. Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку. МПК А23N 1/00, опублік. 2009р.). Він включає в себе вимірювання і регулювання температури пастеризації томатного соку в секції пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органу подачі пари, вимірювання і регулювання температури охолодження томатного соку в секції охолодження шляхом зміни положення регулюючого органа подачі крижаної води, який відрізняється тим, що компенсують вплив температури пастеризації в секції пастеризації на температуру соку в секції охолодження шляхом корекції заданого значення температури пастеризації, пропорційно зміні вказаного сигналу регулювання температури в пастеризаторі, компенсують вплив зміни температури пари на температуру пастеризації шляхом зміни положення регулюючого органу подачі пари. У разі використання такого способу управління для пастеризатора з кількома секціями нагріву, який використовується для пастеризації продуктів з великою густиною, таких як фруктові та овочеві наповнювачі, динамічна точність регулювання є низькою через взаємний вплив секцій нагріву, що також призводить до низької якості готового продукту. Задачами корисної моделі є підвищення точності утримання технологічного регламенту пасте 61149 4 ризації та якості виробленого фруктового наповнювача шляхом автоматичної стабілізації заданих значень температур в секціях пастеризатора з компенсацією впливу зміни подачі теплоносія у найбільш потужну другу секцію нагріву на температуру у першій та третій секціях. Поставлені задачі вирішуються у способі автоматичного управління процесом пастеризації фруктового наповнювача, який включає вимірювання температур продукту у секціях пастеризатора та регулювання цих температур зміною подачі гріючої пари в оболонки відповідних секцій нагріву, для компенсації впливу другої секції на температуру продукту у першій та третій секціях, вводять корегуючі зв'язки на завдання регулятора температури у першій та третій секціях при зміні положення клапану подачі пари у другу секцію, причому передатні функції відповідних корегуючих зв'язків встановлюють відповідно до принципу автономності каналів регулювання та передатних функцій моделей перехресних зв'язків між положенням клапану подачі пари у другу секцію та температурою продукту у першій та третій секціях. На кресленні приведена блок-схема запропонованого способу автоматичного управління, який реалізується наступним чином: Сигнал датчика 1, поточного значення температури продукту Тпаст1 у першій секції нагріву відЗД німають в суматорі 2 від сигналу завдання Тпаст1 , здобуваючи сигнал розбалансу паст1, що подається на вхід регулятора 3, який за допомогою виконавчого механізму з регулюючим органом 4 змінює витрати пари у першу секцію нагріву пастеризатора, підтримуючи температуру продукту у зоні нагріву першої секції на регламентному рівні. Сигнал датчика 5, поточного значення температури продукту Тпаст2 у другій секції нагріву відніЗД мають в суматорі 6 від сигналу завдання Тпаст2 , здобуваючи сигнал розбалансу паст2, що подається на вхід регулятора 7, який, за допомогою виконавчого механізму з регулюючим органом 8, змінює витрати пари у другу секцію нагріву пастеризатора, підтримуючи температуру продукту у зоні нагріву другої секції на регламентному рівні. Сигнал датчика 9, поточного значення температури продукту Тпаст3 у третій секції нагріву відніЗД мають в суматорі 10 від сигналу завдання Тпаст3 , здобуваючи сигнал розбалансу паст3, що подається на вхід регулятора 11, який, за допомогою виконавчого механізму з регулюючим органом 12, змінює витрати пари у третю секцію нагріву пастеризатора, підтримуючи температуру продукту у зоні нагріву третьої секції на регламентному рівні. У четвертій секції сигнал датчика 13 поточного значення температури продукту Тпаст4 віднімають в ЗД суматорі 16 від сигналу завдання Тпаст4 , здобуваючи сигнал розбалансу паст4, що подається на вхід регулятора 15, який, за допомогою виконавчого механізму з регулюючим органом 14, змінює витрати пари у четверту секцію нагріву пастеризатора, підтримуючи температуру продукту у зоні нагріву четвертої секції на регламентному рівні. Сигнал положення виконуючого механізму 8, який є пропорційним подачі пари у другу секцію 5 61149 нагріву через динамічні корегуючі зв'язки 17 та 18 подається відповідно на входи суматорів 2 та 10, упереджено корегуючи керуючі впливи, що виробляють регулятори 3 та 11 першої та третьої секції нагріву, при зміні подачі пари у другу секцію. Відповідні контури структури об'єкта та перехресні зв'язки реалізуються у загальному об'єкті управління 19, що відображає взаємозв'язки між ними. Для якісної компенсації перехресних зв'язків між подачею пари у другу секцію та температурою у першій та третій секції, передатні функції корегуючих зв'язків 17 та 18 повинні відповідати наступним умовам: Передатна функція моделі перехресного зв'язку по каналу U2 - Тпаст1 0,35p , W O p   e 105p , 21 2,06p  12 тоді передатна функція корегуючого зв'язку 17, відповідно до принципу автономності повинна бути Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 W к p   21 0,82р4  6,43р3  7,48р2  2,37р e 0,15p 37,88р4  59,78р3  40,2р2  10,85р  1 або, з урахуванням можливості її фізичної реалізації: 2,37р W к p   e  0,15p . 21 10,85р  1 Передатна функція моделі перехресного зв'язку по каналу U2 - Тпаст3 0,4p , W O p   e 175p , 23 1,43p  12 тоді передатна функція корегуючого зв'язку 18, відповідно до принципу автономності повинна бути W к p   23 4,1р 4  17,2р 3  14,58р 2  3,24р e 1p 19,4р 4  40,28р 3  3139р 2  10,026р  1 , або, з урахуванням можливості її фізичної реалізації: 3,24р W к p    e 1p . 23 10,026р  1 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601