生物發(fā)酵過程解決方案-文庫吧資料
2025-05-16 13:51本頁面
【正文】 有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型作為基礎(chǔ)。（3）可消除調(diào)節(jié)閥等非線性特性的影響：由于調(diào)節(jié)閥和一部分對象（副控制對象）被包含于副回路之內(nèi)，調(diào)節(jié)閥的非線性影響在副環(huán)中便被消除。（2）可兼顧兩個參數(shù)，實現(xiàn)“均勻控制：當(dāng)主控制器TC1的比例度選得較寬時，其輸出變化較小。與單回路控制相比，串級控制有以下特點：（1）當(dāng)由于一些外界的原因，夾套溫度發(fā)生波動時，TC2的作用將使這種波動在還未影響到T1時就被提前克服，故有利于保證T1的控制品質(zhì)。很明顯，從干擾開始到調(diào)節(jié)閥動作，要經(jīng)過較大的滯后，要克服這些滯后作用，可以采用串級調(diào)節(jié)。（一）單回路PID控制在進水溫度比較穩(wěn)定的情況下，發(fā)酵反應(yīng)罐的溫度常采用單回路的PID控制。影響發(fā)酵溫度的主要因素有微生物發(fā)酵熱、電機攪拌熱、冷卻水本身的溫度。如果從生物酶動力學(xué)方面來考慮，酶的最佳活力對應(yīng)著一最好的溫度。根據(jù)那些反映發(fā)酵條件和代謝變化的參數(shù)，參照代謝變化規(guī)律來控制以下發(fā)酵條件，盡可能縮短菌體生長期，延長產(chǎn)物合成期，使菌體生長既迅速而又不易衰老，并保持產(chǎn)物的最大生產(chǎn)速率，從而達到提高最終產(chǎn)物產(chǎn)量目的。然而，微生物發(fā)酵過程，不同于一般的過程工業(yè)，由于它涉及生命體的生長繁殖過程，機理十分復(fù)雜，至今還有許多發(fā)酵過程信息無法測量，這給發(fā)酵過程優(yōu)化控制帶來極大的困難。在工業(yè)生產(chǎn)中這些參數(shù)的測量大都基于取出發(fā)酵液樣品到實驗室采用化學(xué)分析方法和借用如HPLC儀器來分析，由于分析一個樣品要用很長時間，這對于實時控制來說就很難通過這樣的方法來利用這些數(shù)據(jù)。在實驗室中，已有用質(zhì)譜儀和核磁共震分析儀來測量發(fā)酵液中各種物質(zhì)的濃度。這樣只要測量出冷卻水流量和它的進出口溫度就可以粗略地知道發(fā)酵熱的變化。l 微生物發(fā)酵熱的測量：微生物發(fā)酵熱從某種意義上說間接地反應(yīng)了微生物生長過程的細胞濃度和生長速率。要測量呼吸代謝參數(shù)，必須測量除發(fā)酵液體積、空氣流量，排出氣體氧含量和二氧化碳的含量。呼吸代謝參數(shù)的測量：微生物呼吸代謝參數(shù)通常有三個，即微生物的氧利用速率（OUR），二氧化碳釋放速率（CER）和呼吸商（RQ）。關(guān)于生物參數(shù)，無論在國內(nèi)還是國外，在工業(yè)生產(chǎn)中實時在線的測量儀表都還很少。而現(xiàn)在已有成熟的PH和溶解氧測量電極，典型的產(chǎn)品如瑞士的Ingold電極等。發(fā)酵過程化學(xué)參數(shù): 發(fā)酵過程典型的化學(xué)參數(shù)有PH值（PH）和溶解氧濃度（DO），這兩個參數(shù)對于微生物的生長，代謝產(chǎn)物的形成極為重要。一、發(fā)酵過程中的工藝及其特點
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