Модернизация автоматизированной системы управления процессом приготовления питательной среды в производстве лимонной кислоты

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 4
1. Автоматизация приготовления питательной среды
в производстве лимонной кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. ..9
2. Технические и программные средства управления
технологическими процессами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3. Выбор критериев качества управления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . 36
4. Условия робастности управления для систем с ПИ
регуляторами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 44
5. Расчет динамических характеристик системы управления
температурой питательной среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 51
6. Управление проектами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….. . . 58
7. Безопасность и экологичность проек-та………..………..…………....…69
8. Экономический расчет …..………………………………………….……81
9. Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …... . . ... . . . . . 91
10. Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ….... . . . 92

Весь текст будет доступен после покупки

Лимонная кислота является основным подкислителем. Ее доля составляет около 75% объема всех производимых подкислителей. Особенно широко она используется в производстве безалкогольных напитков, которым придает фруктовые и ягодные запахи и вкус.
Расширяется сфера применения лимонной кислоты в технических целях — в химической, текстильной, кожевенной, металлургической и других отраслях промышленности. Спрос на лимонную кислоту непрерывно растет, но в бывших социалистических странах он удовлетворяется крайне слабо, поэтому в настоящее время организуются новые производственные мощности по выпуску этого ценного продукта.
Лимонную кислоту производят главным образом путем микробного синтеза, который является важной отраслью биотехнологии. Настоящий отчет посвящен микроорганизмам—продуцентам лимонной кислоты и современным достижениям биотехнологии в области биосинтеза органических кислот. Описаны теоретические основы микробного синтеза и механизмы регуляции метаболизма органических кислот, их связь с общей физиологией микробных клеток. В работе отражен многолетний опыт авторов в промышленном биосинтезе органических кислот. Описываются способы утилизации отходов производства лимонной кислоты с целью получения ценных кормовых продуктов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛИМОННОЙ

КИСЛОТЫ Схема автоматизации установки непрерывного действия для приготовления питательной среды на основе мелассы в производстве лимонной кислоты представлена на рис. 1.1.


Рис. 1.1. Функциональная схема автоматизации процесса приготовления
питательной среды в производстве лимонной кислоты .

Меласса из расходной емкости I и раствор питательных солей из сборника III дозируются насосами-дозаторами II в определен ном соотношении в смеситель IV, куда также подается теплая вода. Расход воды стабилизируется регулятором расхода I и корректируется в зависимости от плотности готовой питатель ной среды на выходе установки регулятором плотности 2.
Из смесителя питательная смесь поступает в стерилизационную колонку V, где нагревается острым паром до температуры 140 °С. Расход пара на стерилизацию регулируется регулятором 3 в зависимости от температуры смеси на выходе из колонки. Из выдерживателя VI смесь поступает в теплообме нник-рекуператор VII, где она предварительно охлаждается водой, направля емой затем в смеситель на разбавление мелассы. Окончательное охлаждение питательной среды до заданной температуры производится в теплообменн ике , расход воды в который регулируется в зависимости от температуры среды на его выходе регулятором 4.

Аппаратурная схема




Обозначение Наимен о
вание М
ПМ
РС
ПР
СК
ВД
ТО
СП
ПА
Ф
ИВФ
СБ
БВФ
СБФ Хранилище
мелассы Промежуточная емкость для
мелассы Реактор - смеситель
Промежуточная
ёмкость Стерилизационная колонка

Выдерживатель Теплообменник
Сборник питательной среды
Посевной аппарат

Ферментёр Индивидуальный воздушный
фильтр Сборник культуральной
жидкости Барабанный
вакуум-фильтр Сборник фильтрата

Характеристика сырья и
• материалов Меласса в концентрации 5% по сахару – используется для ферментации и посевной среды
• NH4Cl концентрация 1% - используется для ферментации и посевной
• среды КН2РО4 конц. 1% - используется для ферментации и посевной
• среды ZnSO 4 конц. 1% - используется для ферментации и посевной
• среды K4[Fe(CN)6] конц. 10% - используется для ферментации и посевной среды
1. Пеногаситель – олеиновая кислота – используется для пеногашения
2. Вода. Показатели для проверки - ХПК, БПК

Cтади и вспомогательных работ (ВР) и основного технол огического процесса (ТП)
Подготовка стерильного воздуха. В процессе культивирования в посевном аппарате и ферментере растущая культура аэрируется кондиционированным стерильным воздухом под избыточным давлением 0,01 – 0,03 мПа для удовлетворения биологической потребности м/о и отвода продуктов их жизнедеятельности. Забор атмосферного воздуха происходит на высоте 5 метров над коньком здания. Подготовка воздуха для аэрации проводится следующим образом:
• очистка воздуха от грубых механических взвесей (висциновые фильтры)
• предварительное кондиционирование воздуха до нужной температуры
• подача воздуха в компрессор
• тонкая очистка воздуха от микроорганизмов (головной
• фильтр) окончательная очистка в индивидуальном фильтре.
На стадии предварительной очистки воздуха удаляется основная масса крупных частиц пыли диаметром 5-10мкм. В качестве фильтров предварительной очистки используют масляные
фильтры. Для сжатия и нагнетания воздуха используют турбокомпрессоры, в которых сжатие воздуха происходит под действием центробежной силы. Сжатие воздуха сопровождается его нагреванием до 2200С. Поэтому после компрессоров воздух поступает в холодильник. Чтобы удалить из воздуха излишнюю влагу, его необходимо охлаждать до температуры ниже точки росы.
Далее воздух поступает в головной фильтр КБ ВНИИФСа, представляющий собой стальной цилиндр со сферическим днищем и разъемной крышкой. Внутри него расположены сетки, между которыми уложены фильтрующий материал - стекловолокно ЦФД. Стерилизуется фильтр паром давлением 0,2 МПа при 133°С в течении 3 часов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ЛИТЕРАТУРЫ М. М. Благовещенская, Л. А. Злобин. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. Издательство: Высшая школа. 2013.
2. Гончаров А.В., Гданский Н.И. - Рекомендации по подготовке к итоговой государственной аттестации выпускников/ Методическое пособие для студентов специальности 15.03.04 – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2018
3. Гончаров А.В., Гданский Н.И. - Распределенные системы управления/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 15.03.04 – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2018
4. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Адаптивное и робастное управление/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 15.03.04 – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 2017
5. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Аппаратное и программное обеспечение интеллектуальных систем управления/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.04.04 - «Управление в технических системах» – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015
6. Гончаров А.В., Ибраев Р.Р., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М. - Адаптивные системы в промышленной автоматике/ Учебно-методический комплекс для студентов специальности 27.04.04 - «Управление в технических системах» – М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2015

Весь текст будет доступен после покупки