생물화학공학실험 | 생물반응기의 온도제어 시스템 측정

 

 

 

TIP

 

 

생물반응기에 온도제어 시스템을 설치하여 온도제어 후 반응기 내, 항온수조 내부의 온도변화를 확인, 측정하여 분석할 수 있다.

 

 

 

온도제어는 피드백 제어의 일종

피드백 제어란 제어신호의 되돌림(Feed back)에 의해 온도, 습도, 압력등과 같은 제어량을 설정치와 비교하고, 제어량과 설정치가 일치하도록 그 제어량에 대한 수정동작을 행하는 제어를 말한다. 어떤 제어량의 값을 한번의 조작만으로 원하는 상태를 얻거나 그 상태를 유지한다는 것은 절대 불가능한 일이며 또한 바람직한 제어도 될 수 없다. 따라서 피드백 제어에서는 제어량과 설정치를 일치시키기 위하여 출력측의 신호를 입력측으로 반드 시 되돌려야만 하며, 되돌아온 신호와 설정치를 비교하는 비교부가 반드시 있어야 한다.

 

 

예를 들어 설명하면 설정부에서 온도를 25℃ 설정하였다면 비교부에서는 제어량을 측정한 피드백 신 호와 설정부에서 설정한 값을 비교하여 설정치보다(25℃ 보다 높다) 높으면 제어량을 양의 동작신호 를 조절부에 보내어 동작신호에 따라 비례, 비례적분, 비례적분미분제어 동작신호를 발생시키고(냉 수 유량을 더 많이 흐르게 한다.) 이를 받은 조작부에서는 조작행위를 하게 된다.

 

일차로 조작된 조 작량에 따라 제어를 원하는 대상에 제어를 하게되나, 제어대상은 외란을 받게되고 그에 따라 검출부에서는 제어대상의 상태를 검출하여 그상태를 전기적인 신호로 변환한다.(즉 목표치 25℃에 도달 하지 못하여) 전기적인 신호는 비교부에서 설정 목표와 다시 비교하여 위와 같은 동작을 계속적으로 반복하게되며 서서히 설정부에서 설정한 목표값에 근접하게 되는 것이다. 즉 피드백 신호는 제어량을 측정하여 그 것을 목표치와 비교할 수 있도록 내보내는 신호가 되며 이러한 제어 방식이 피드백제어가 되는 것이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 반응기를 조립한 후 내부에 마그네틱바, 물 800㎖를 넣는다.

 

2) 항온수조에 반응기를 넣은 후, 물 4200㎖를 붓는다.

 

3) 항온수조 내 표시해둔 위치에 온도계와 온도제어 시스템을 설치한다.

 

4) 정해진 시간에 따라 온수조 내의 온도를 측정, 기록, 분석한다.

 

5) 온도제어의 변화와 과정을 그래프로 그려 표현해본다.

 

 

 

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