Спосіб автоматичного управління процесом стерилізації фруктового пюре

Реферат: UA 76054 U UA 76054 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки стерилізації фруктового пюре. Запропонований спосіб знайде використання у консервній промисловості при асептичній консервації напівфабрикатів з фруктової, овочевої і ягідної сировини. Відомі різні способи автоматичного управління процесом стерилізації пастоподібних продуктів типу фруктових пюре та наповнювачів, томатної пасти, повидла, джемів, які відрізняються технологічними схемами, кількістю регульованих параметрів та методами управління. Відомий спосіб автоматичного регулювання температури зі зменшеною динамічною похибкою в апараті з оболонкою, що гріє, який забезпечує підвищення точності автоматичного регулювання (Патент Российской Федерации № 2259580, Максимов Ю.Я. Способ автоматического регулирования температуры с уменьшенной динамической ошибкой в аппарате с обогревающей рубашкой. МПК G05D23/00, G05D23/19, опубл. 2005 г.). Особливість даного способу полягає в тому, що вимірюють кількість електроенергії в циклах автоматичного регулювання, обчислюють еквівалентну потужність обігрівача, приймаючи її як задану величину, вимірюють температуру реакційної маси, що знаходиться в апараті, рідинного теплоносія, що знаходиться в обігріваючій оболонці, внутрішніх і зовнішніх поверхонь усіх стінок апарата, середовища, що оточує апарат, визначають коефіцієнти тепловіддачі поверхонь стінок, обчислюють теплові потоки, коефіцієнти пропорційності, фактичне значення еквівалентної потужності, фактичну величину температури реакційної маси співставляють із заданою величиною температури, формують сигнали, пропорційні різницям фактичних величин еквівалентної потужності, визначають час запізнення апарату по каналу збурення "потужність обігрівача, температура рідинного теплоносія" та за каналом збурення "температура середовища, що оточує апарат навколо нього, температура рідинного теплоносія", обчислюють різницю часу запізнення, яку враховують при визначенні розрахункової величини температури 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 (парою) 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 фруктового наповнювача (Патент України №61146, (72) Хуторний В.І., Плєвє О.Г. Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації фруктового наповнювача. МПК A23L1/06, опубл. 2011 р.). Даний спосіб включає вимірювання температур продукту у секціях пастеризатора та регулювання цих температур зміною подачі гріючої пари" в оболонки відповідних секцій нагріву, у якому для компенсації впливу другої секції на температуру продукту у першій та третій секціях корегують завданням регулятора температури у першій та третій секціях при зміні положення клапана подачі пари у другу секцію, причому передатні функції відповідних корегуючих зв'язків встановлюють відповідно до принципу автономності каналів регулювання. Недоліком даного способу є низька динамічна точність, пов'язана з регулюванням лише одного параметра, і те, що він не передбачає регулювання вологості в камері, що не дає змогу забезпечити постійне її підтримання на заданих значеннях, яке призводить до втрати маси продукту та низької якості вихідного продукту. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є відомий спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку (Патент України №44154, Узюмов Ю.С, Павлов A.I. Спосіб автоматичного управління процесом пастеризації томатного соку. МПК А23М1/00, опубл. 2009 р.). Спосіб включає 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, у якому згідно з корисною моделлю 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. 1 UA 76054 U 5 10 15 20 25 30 35 Задачами корисної моделі є підвищення точності утримання технологічного регламенту пастеризації 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. Задача вирішена в способі автоматичного управління процесом стерилізації фруктового пюре, який включає регулювання вологості в зоні зволоження урахуванням дії корегуючого зв'язку, забезпечення інваріантності каналу керування відносно зміни тиску пари в магістралі, що підводиться до зони зволоження, а також забезпечення інваріантності каналу регулювання температури в зоні стерилізації відносно впливу дії каналу регулювання температури в зоні зволоження. Підвищення якості керування забезпечується використанням корегуючих зв'язків. Проводиться корегування розходження, яке надходить на регулятор вологості в зоні зволоження у відповідності зі зміною тиску пари в магістралі. Другий корегуючий зв'язок забезпечує інваріантність третього каналу керування (температури в зоні стерилізації) відносно керуючого впливу в другому каналі керування (регулювання температури в зоні зволоження). На кресленні представлена блок-схема запропонованого способу автоматичного керування, який реалізується наступним чином. Вологість в зоні зволоження 1 підтримується на заданому рівні регулятором 2, при цьому канал регулювання вологості має корегуючий зв'язок 3, який забезпечує інваріантність каналу до контрольованих збурень (контрольованим збуренням є тиск пари в магістралі). Регулювання здійснюється наступним чином: при ненульовому розходженні, яке потрапляє від суматора 4, на регулятор пропорційно-інтегрально-диференціюючої дії подається сигнал, при цьому регулятором 2 формується керуючий вплив, який подається, в свою чергу, на виконавчий механізм, який приводить в рух клапан подачі пари в зону зволоження. В залежності від зміни тиску пари в магістралі, за допомогою корегуючого зв'язку 3 відбувається корегування регулятором 2 керуючого впливу. Температура в зоні зволоження регулюється аналогічним чином з тією різницею, що розбаланс, який виникає при регулюванні, включає в себе лише різницю між поточним та заданим значенням температури. Регулятор 5 формує керуючий вплив, який подається на виконавчий механізм, який, в свою чергу, в залежності від керуючого впливу, приводить в рух клапан подачі пари. Температура в зоні стерилізації підтримується регулятором 6, що формує керуючий вплив, який подається на відповідний виконавчий механізм. Канал регулювання температури в зоні стерилізації має корегуючий зв'язок 7, який забезпечує інваріантність третього контуру керування відносно впливу другого. Використання даного способу регулювання тепло-вологісним режимом дозволяє, порівняно з відомими, досягти стабілізації високої якості продукції шляхом організації оптимального тепловологісного режиму стерилізації та тим самим підвищити швидкодію системи керування. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб автоматичного управління процесом стерилізації фруктового пюре, 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 регулюють вологість в зоні зволоження урахуванням дії корегуючого зв'язку, який забезпечує інваріантність каналу керування відносно зміни тиску пари в магістралі, що підводиться до зони зволоження, а також забезпечують інваріантність каналу регулювання температури в зоні стерилізації відносно впливу дії каналу регулювання температури в зоні зволоження. 2 UA 76054 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3