Скотников Д. А., Катусов Д.Н., Марьина А.А.

Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова,

г. Саратов, Россия.

Способ автоматизации вертикального электро-автоклава

В настоящее время перерабатывающая промышленность нашей страны широко использует автоклавы вертикального типа. У данных автоклавов имеется ряд недостатков связанных как с конструктивным исполнением, так и с применяемыми средствами автоматизации. В связи с этим разработана принципиальная схема автоклава (Рис.1) и функциональная схема дополнительной автоматизации серийного вертикального автоклава (Рис. 2).

Рис. 1. Принципиальная схема автоклава.

Объект управления включает: АвтоклавАЭ-1м I, парогенератор II (объем4литра), электротен III (мощность 2,2 кВт), насос IV (циркуляционный насос, производительность 2,5 - 4,0 м³/ч., максимальное давление 1 мПа).

Основные компоненты системы: Устройство для измерения и контроля температуры восьмиканальное (УКТ 38) - позволяет контролировать и фиксировать равномерность теплового поля в 7 точках автоклава и 1 точки парогенератора, а также формирует сигнал при выходе параметра за заданный предел. Измеритель-регулятор двухканальный (ТРМ 202) - позволяет контролировать и фиксировать давление в автоклаве и парогенераторе, а также формирует сигнал при выходе параметра за заданный предел. Соленоидный клапан (AR-DL-6G) -верхний предел давления Р=1 мПа, температура эксплуатации 180⁰С. Элемент чувствительный технический платиновый (ЧЭПТ-1) - позволяет измерять температуру от - 200 до + 500 ⁰С. ПД100ДИ-1,0М -преобразователь избыточного давления измерительный, верхний предел измеряемого давления 1,0 МПа, диапазон измеряемой среды -40…+100⁰С. Адаптер интерфейса АС2, предназначен для сопряжения прибора УКТ38 и ПК с обеспечением гальванической развязки и преобразованием уровней интерфейса RS-232 в токовый сигнал. Преобразователь интерфейса АС4 предназначен для сопряжения прибора ТРМ202 и ПК и для взаимного преобразования сигналов интерфейсов USB в RS-485. Персональный компьютер.

Рис. 2. Функциональная схема дополнительной автоматизации серийного вертикального автоклава.

Процесс стерилизации начинается с залива водопроводной воды в автоклав согласно уровня и в парогенератор в соответствии с расчетным значением объема. Затем автоклав и парогенератор с пультом управления включают в сеть. Сигналы постоянного тока 1…5 мА с семи чувствительных элементов (1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7) установленных в автоклаве I , и чувствительного элемента (1-8)установленного в парогенераторе II, поступают на устройство контроля температуры (1-9). Устройство контроля температуры отображает на встроенном светодиодном цифровом индикаторе значения температуры, передает компьютеру эти значения, формирует сигнал при выходе параметра за заданный предел и с помощью кнопки управления (1-10)включает и выключает электротен III (1-12) посредством магнитного пускателя С10 (1-11). О включении электротена парогенератора сигнализирует лампочка HL1.

Сигналы постоянного тока от 4…20 мА с преобразователя давления (2-1) установленного в парогенераторе и преобразователя давления (2-2) установленного в автоклаве поступают на измеритель-регулятор двухканальный (2-3). Измеритель-регулятор отображает на встроенном светодиодном цифровом индикаторе значения давления, передает компьютеру эти значения, формирует сигнал при выходе параметра за заданный предел, включает и выключает соленоидный клапан (2-4).

При разнице значений измеряемых температур на 5⁰С с помощью кнопки управления (3-1) включается циркуляционный насос IV. О включении насоса сигнализирует лампочка HL2.

Безопасность процесса стерилизации достигается за счет включения в конструкцию механических предохранительных клапанов на автоклаве (срабатывание при 3 атм.) и парогенераторе (срабатывание при 10 атм.).

На основании вышеизложенного изготовлен пилотный автоклав (Рис. 3). Применение предложенного способа автоматизации позволяет получать данные неравномерности теплового поля и данные давления, оперативно осуществлять корректировку процесса стерилизации, получить точную формулу процесса стерилизации для конкретного продукта. Что дает возможность производить консервированную продукцию более высокого качества, с наименьшими энергетическими затратами и гарантированным отсутствием брака.

Рис. 3. Пилотный автоклав.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ангелюк В.П., Скотников Д.А., Шибанова Е.А. Автоклав - стерилизатор // Патент на полезную модель Р. Ф.- № 120854. 2012. Бюл. № 28.

2. Ангелюк В.П., Скотников Д.А., Шибанова Е.А., Чинарова Э.Р. Экспериментальный стендовый стерилизатор вертикального типа для баночных консервов // Вестник Саратовского госагроуниверситета. им. Н.И. Вавилова. – 2013. - № 8, - С. 41-43.