§ 2. Приборы для измерения и регулирования расхода воздуха, температуры и рН среды

Для создания оптимальных условий выращивания дрожжей необходимо обеспечить строгое соответствие между концентрацией питательных веществ и степенью насыщения среды кислородом. Подача кислорода в дрожжерастильный аппарат в настоящее время обеспечивается барботированием или диспергированием воздуха через культуральную среду по заранее рассчитанной программе. За основу расчета принят рекомендуемый для данной технологической схемы и соответствующей конструкции воздухораспределительной системы аппарата удельный расход воздуха на 1 м³ среды в аппарате за 1 ч в разные периоды цикла выращивания дрожжей. Важное значение имеет также регулирование температуры и рН среды.

Автоматические системы измерения и регулирования расхода воздуха. Эти системы на всех дрожжевых заводах одинаковы. Они составлены из следующих элементов: измерительной диафрагмы, дифманометра, вторичного прибора и регулятора с задатчиком, исполнительного механизма, изменяющего расход воздуха.

На дрожжевых заводах с общей магистральной системой воздухораспределения применяются системы программной подачи воздуха. Носителем программы в этих системах является профильный диск из алюминия, или реостат, или же набор резисторов, соответствующие точки которого подключаются элементом программного управления к схеме сравнения регулятора.

Исполнительным механизмом является регулирующая заслонка с пневмоприводом или задвижка с электроприводом, установленные на воздушном стояке дрожжерастильного аппарата.

Приборы для измерения и регулирования температуры. В процессе выращивания и сушки дрожжей важное значение имеют контроль и регулирование температуры. Автоматический контроль температуры осуществляется термометром сопротивления в комплекте с электронным регистрирующим потенциометром, электронным мостом или логометром.

Для автоматического поддержания температуры на заданном уровне применяются двухпозиционные регуляторы, управляющие подачей воды в охлаждающую систему аппарата (охладительную рубашку, змеевик, внутренний поверхностный охладитель, выносной пластинчатый теплообменник и др.). Регулирующий клапан работает по принципу открыто - закрыто. Отклонение температуры от заданной не превышает ± 1 °С.

На участке сушки дрожжей предусматривается регулирование температуры воздуха, подаваемого в каждую зону сушильной установки. Контур регулирования, входящий в комплект сушилки, собран из термометра сопротивления, соединенного с электрическим мостом, контролирующим и регистрирующим заданную температуру. Пневматический изодромный регулятор, встроенный в электронный мост, при отклонении температуры от заданной величины вызывает срабатывание клапана, уменьшающего или увеличивающего подачу пара в соответствующий калорифер. Для поддержания постоянного давления пара, поступающего в распределительный узел сушилки, применен регулятор давления "после себя". Контроль давления пара осуществляется электроконтактным манометром.

Контроль температуры отходящего воздуха по зонам сушилки осуществляется термометрами сопротивления в комплекте с логометрами.

Приборы для измерения и регулирования рН среды. В состав комплекта приборов для измерения и регулирования рН среды входят проточный или погружной датчик с электродами и высокоомный преобразователь. Система циркуляции дрожжевого сусла через датчик может быть инжекционная, эрлифтная (воздушный подъемник) или насосная.

Точность поддержания величины концентрации водородных ионов должна быть не ниже ±0,2%. При снижении заданной величины рН в сторону более кислой реакции открывается клапан на линии подачи аммиачной воды с одновременной корректировкой подачи раствора сернокислого аммония в эквивалентном количестве. При повышении величины рН сверх заданной включается клапан подачи серной кислоты.

При эксплуатации датчиков рН следует учесть, что они рассчитаны на работу в среде с температурой не выше 100 °С, поэтому обработка паром не разрешается. Мойку и дезинфекцию линии, на которой установлен датчик, следует осуществлять горячей водой и дезинфицирующими растворами.

Схема измерения рН в дрожжерастильном аппарате показана на рис. 30, а. Датчик рН 6 имеет стеклянный электрод, который со всех сторон окружен камерой электрода сравнения. Из камеры раствор хлористого калия непрерывно поступает по полиэтиленовой трубке 5 в контролируемую среду для обеспечения жидкостного контакта. При внешних газожидкостных потоках, направленных в дрожжерастильном аппарате 1 преимущественно вверх, в камере датчика благодаря особой ее конструкции образуется подсос, способствующий циркуляции среды в измерительную камеру сверху вниз. Датчик рН смонтирован в нижней части дрожжерастильного аппарата на расстоянии 400-500 мм от его днища, а бачок 4 с раствором хлористого калия (электролита), компенсатор и преобразователь - в верхней части. На монтажной панели 2 смонтирован также преобразователь 3, соединенный с датчиком кабелем 7.

Рис. 30. Схема измерения рН в дрожжерастильном аппарате: а - схема компоновки системы; б - конструкция датчика рН

Аппаратура погружного датчика рН (рис. 30, б) представляет собой стальную конструкцию (корпус из нержавеющей стали) 1, все детали которой монтируются на плите 6, приваренной к стенке дрожжерастильного аппарата. Козырек 2 и скоба 4 предохраняют электрод и электролитический ключ 3 с резьбовой втулкой 7 и накидной гайкой 8 от механических повреждений. Отсекатель 5 препятствует проникновению барботируемого воздуха в зону измерения. Козырек 2 и отсекатель отстоят от кромки скобы 4 на 10 мм и образуют вместе с ней измерительную проточную камеру.

В связи с повышенной влажностью в дрожжерастильном отделении к способу подсоединения электрода и заземлению экрана кабеля предъявляются особые требования. При наладке схемы рН-метров большое внимание уделяется защите токопроводящих элементов от посторонних возмущений.