发酵控制系统设计与实现.doc

发酵控制系统设计与实现

2.22万字 61页 原创作品，独家提交，已通过查重系统


摘要 近年来，微生物学、生物化学和遗传学的发展使微生物反应过程的种类和规模不断扩大，其应用也深入到多个工业领域。在近几十年中，发酵工业发展越来越旺盛。生化反应器的体积越来越大，对这样大型的生化反应器系统，若控制系统采用不当将会造成极大的经济损失，例如对于发酵过程中的温度、补料等因素的控制，成为优化生产操作控制的关键问题。青霉素发酵是一种大型的滞后性的分批补料的生产工艺，其过程是一个具有高度非线性、时变性和复杂的相关性的生化过程，过程中需要控制基质浓度、温度、PH值、溶氧、菌丝浓度、菌丝生长速度和菌丝形态，这些因素对于青霉素的生长很重要，因此对于这些发酵企业而言，想要提高经济效益、降低发酵成本，提高发酵温度控制系统是实现这个要求的手段之一。
我国是发酵工业大国但在生产中的温度控制技术还比较落后，主要以人工控制为主，采用先进计算机控制技术发展较晚，普及率很低。连续控制系统中PID应用控制是最广泛，技术最成熟的控制理论，传统PID控制器调节精度高、响应速度快，但是对于发酵罐这种滞后性大的系统来说传统PID具有一定的局限性。抗生素发酵是一个复杂的过程，生产中在各阶段对各项参数的要求不同。罐内发酵参数必须保持在要求的允许范围内才能正常生产，因此需对于罐内温度等参数进行控制。各项参数间相互干扰和外部因素的影响，一般技术很难实现，而利用先进的控制技术可使发酵率提高，并且降低能源原材料的消耗，降低生产成本。因此如何对发酵温度的优化控制解决生产中的实际问题成为当前发酵工业迫切要求解决的问题。

关键词：发酵、温度控制、PID控制