發(fā)酵控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.22萬字 61頁 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要 近年來，微生物學(xué)、生物化學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展使微生物反應(yīng)過程的種類和規(guī)模不斷擴(kuò)大，其應(yīng)用也深入到多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。在近幾十年中，發(fā)酵工業(yè)發(fā)展越來越旺盛。生化反應(yīng)器的體積越來越大，對(duì)這樣大型的生化反應(yīng)器系統(tǒng)，若控制系統(tǒng)采用不當(dāng)將會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，例如對(duì)于發(fā)酵過程中的溫度、補(bǔ)料等因素的控制，成為優(yōu)化生產(chǎn)操作控制的關(guān)鍵問題。青霉素發(fā)酵是一種大型的滯后性的分批補(bǔ)料的生產(chǎn)工藝，其過程是一個(gè)具有高度非線性、時(shí)變性和復(fù)雜的相關(guān)性的生化過程，過程中需要控制基質(zhì)濃度、溫度、PH值、溶氧、菌絲濃度、菌絲生長速度和菌絲形態(tài)，這些因素對(duì)于青霉素的生長很重要，因此對(duì)于這些發(fā)酵企業(yè)而言，想要提高經(jīng)濟(jì)效益、降低發(fā)酵成本，提高發(fā)酵溫度控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求的手段之一。
我國是發(fā)酵工業(yè)大國但在生產(chǎn)中的溫度控制技術(shù)還比較落后，主要以人工控制為主，采用先進(jìn)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展較晚，普及率很低。連續(xù)控制系統(tǒng)中PID應(yīng)用控制是最廣泛，技術(shù)最成熟的控制理論，傳統(tǒng)PID控制器調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)速度快，但是對(duì)于發(fā)酵罐這種滯后性大的系統(tǒng)來說傳統(tǒng)PID具有一定的局限性。抗生素發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過程，生產(chǎn)中在各階段對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的要求不同。罐內(nèi)發(fā)酵參數(shù)必須保持在要求的允許范圍內(nèi)才能正常生產(chǎn)，因此需對(duì)于罐內(nèi)溫度等參數(shù)進(jìn)行控制。各項(xiàng)參數(shù)間相互干擾和外部因素的影響，一般技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，而利用先進(jìn)的控制技術(shù)可使發(fā)酵率提高，并且降低能源原材料的消耗，降低生產(chǎn)成本。因此如何對(duì)發(fā)酵溫度的優(yōu)化控制解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題成為當(dāng)前發(fā)酵工業(yè)迫切要求解決的問題。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵、溫度控制、PID控制