[發明專利]多變量自動交叉流過濾器控制

有效

• 申請號: 201880065128.2
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN111212686B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 薩拉瓦特·馬加佐夫;馬丁·魯瑟爾德
• 申請（專利權）人: 自動化合作關系（劍橋）有限公司
• 主分類號: B01D61/22
• 分類號: B01D61/22
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

本發明提供一種用于自動控制交叉流過濾系統的控制系統和控制方法以及相應的交叉流過濾系統。控制系統包括：測量值處理單元，其配置為接收來自交叉流過濾系統的多個傳感器的多個傳感器信號；以及基于多個傳感器信號確定限定交叉流過濾系統的操作狀態的多個過程參數；控制模式選擇單元，其配置為基于用戶輸入確定作為控制參數集合的過程參數的子集；以及為控制參數集合中的每個控制參數確定相應的設定值；以及控制單元，包括多個控制回路模塊，每個控制回路模塊均配置為從控制參數集合中接收至少一個控制參數；確定接收到的控制參數與對應的設定值的控制偏差；以及向交叉流過濾系統的專用致動器提供致動信號，致動信號適于改變交叉流過濾系統的操作狀態，以便減小所確定的控制偏差。

技術領域

本發明涉及改進的交叉流過濾(CFF)控制。更具體地，提供了一種用于交叉流過濾的多變量、多模式控制的系統和方法，其允許改進對壓力和流量的自動控制的改進的靈活性。特別可改善防過壓。

背景技術

交叉流過濾是常用的過濾過程，其中供給基本上平行于膜表面流動，從而防止在膜上積聚。在交叉流過濾過程中不會發生形成通常用于終端過濾的濾餅。供給的部分通過膜，稱為滲透物。不通過膜的部分稱為滲余物。在交叉流過濾過程中，滲余物進行再循環，即再次被引導通過膜表面。期望的最終產物可包含在滲透物和/或滲余物中。

交叉流過濾技術可非常廣泛地應用到過程中，例如，流體、乳液、懸浮液、飲料，諸如水、果汁、啤酒、葡萄酒、乳清、牛奶、污水和溶液，例如用于生物技術、藥物、生物藥物、生物成因、醫學、化學、化妝品和實驗室應用。

交叉流過濾器內部的流速和壓力的手動控制缺乏精確性和可重復性。某些可能有益的控制模式是不可能的，或需要人工控制的不合理的人員參與。現有的諸如安全閥的防過壓解決方案會導致材料的損失，并可能對系統部件和操作者造成損害。

因此，本發明的一個目的是提供一種能夠實現多變量自動控制系統的交叉流過濾系統。

上述目的通過獨立權利要求的主題來實現。在從屬權利要求中限定了優選實施方式。

發明內容

根據本發明的一方面，提供了一種用于自動控制交叉流過濾(CFF)系統的控制系統，該控制系統包括：

測量值處理單元，其配置為：

接收來自交叉流過濾系統的多個傳感器的多個傳感器信號；以及

基于該多個傳感器信號確定限定交叉流過濾系統的操作狀態的多個過程參數；

控制模式選擇單元，其配置為：

基于用戶輸入確定作為控制參數集合的過程參數的子集；

以及

為該控制參數集合中的每個控制參數確定相應的設定值(目標值)；以及

控制單元，包括多個控制回路模塊，每個控制回路模塊均配置為：

從該控制參數集合中接收至少一個控制參數；

確定接收到的控制參數與對應的設定值的控制偏差；以及

向交叉流過濾系統的專用致動器提供致動信號，該致動信號適于改變交叉流過濾系統的操作狀態，以便減小所確定的控制偏差。

該控制參數集合可限定控制模式。因而，控制模式可由控制參數集合限定，其中，每個控制參數均為從測量值處理單元接收的過程參數。控制模式選擇單元可具有存儲在相應存儲器中的多個預定控制模式，以便用戶從多個預定控制模式中選擇一個。在一方面，用戶可選擇控制模式而不選擇單獨的過程參數。替代地或附加地，用戶可單獨地選擇期望的過程參數，從而確定要應用的控制模式。無論如何選擇/確定控制模式，控制單元配置成以選擇/確定的控制模式來操作。