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發(fā)酵罐的控制系統(tǒng)主要是通過(guò)控制熱工和生化參數(shù),,從而達(dá)到控制整個(gè)發(fā)酵罐的工藝參數(shù)的目的。發(fā)酵罐的控制系統(tǒng)大致經(jīng)歷了儀表控制,、儀表+PLC控制(早期的邏輯控制),、PLC控制及其組成的DCS(分散)控制的發(fā)展過(guò)程。在整個(gè)發(fā)酵罐的工藝控制中,,可分為模擬量控制,、開關(guān)量控制及各參數(shù)的關(guān)聯(lián)控制。發(fā)酵罐的控制參數(shù)可分為溫度,、壓力,、流量、攪拌轉(zhuǎn)速,、液位,、pH值、DO值(溶氧量),、排氣O2和排氣CO2,、菌絲密度及CIP中的電導(dǎo)率等。
發(fā)酵罐從碳鋼制造到不銹鋼制造的變化進(jìn)程中,,除了一次性發(fā)酵罐多采用磁力攪拌和部分部件采用一次性儀表,,通氣管從上部移到了側(cè)部,并且將一次性袋子固定在容器中以外,,其他控制部件的形式均與原來(lái)相同,。哪里有回收發(fā)酵罐 回收微生物發(fā)酵罐 回收二手發(fā)酵罐
發(fā)酵控制的DCS系統(tǒng)除了采集、顯示下位機(jī)的所有數(shù)據(jù)外,,還能夠修改和控制參數(shù)對(duì)象,。早期發(fā)酵罐控制系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集器,將模擬量信號(hào)分別采集,,在模塊中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后,,用計(jì)算機(jī)的232接口與上位機(jī)通訊。后期發(fā)酵罐控制系統(tǒng)是采用PLC與上位機(jī)通訊的方式,,有的控制器上還采用SCADA系統(tǒng),,可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制,以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,、設(shè)備控制,、測(cè)量,、參數(shù)調(diào)節(jié)以及實(shí)現(xiàn)各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。此外,,還將PLC與通用監(jiān)控軟件MCGS組態(tài)軟件應(yīng)用到發(fā)酵類生物反應(yīng)器控制系統(tǒng)中,,可實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)和各執(zhí)行部件的控制狀態(tài),能夠滿足不同的工藝要求,,大大提高了系統(tǒng)的可靠性和靈活性,。![](https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1580015034625&di=4ccd5fc5832265606a9f833ba4d77855&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimg49.foodjx.com%2F2%2F20180401%2F636581990000180021337.jpg)
發(fā)酵罐工藝參數(shù)的控制要點(diǎn)
1.1 、罐溫控制
1.1.1 參數(shù)作用罐溫會(huì)影響發(fā)酵過(guò)程中酶反應(yīng)的速率及氧在培養(yǎng)液中的溶解度,,其與菌體生長(zhǎng),、抗生素合成及溶解氧都有密切關(guān)系。
1.1.2 罐溫控制罐溫控制主要包括控制加熱量與冷卻量,。其中,,加熱量是由工藝計(jì)算而得;冷卻量是指在加熱或滅菌后,,且在規(guī)定的冷卻時(shí)間下所需要的冷量。罐溫控制裝置由一個(gè)加熱器和冷卻水電磁閥組成,,當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度低于(或高于)某個(gè)設(shè)定值時(shí),,系統(tǒng)將自動(dòng)開啟加熱器(或冷卻水電磁閥),以達(dá)到控制發(fā)酵罐溫度的目的,。
通過(guò)計(jì)算在規(guī)定的冷卻時(shí)間下所需的冷量得出冷卻量,,通過(guò)計(jì)算在規(guī)定的加熱時(shí)間下所需的熱量得出加熱量。通過(guò)焓值計(jì)算和換熱速率,,得出換熱面積,,也就是發(fā)酵罐的夾套或盤管的面積。通過(guò)對(duì)管路長(zhǎng)度,、介質(zhì)壓力及壓力損失的計(jì)算,,才能確定換熱管的管徑,進(jìn)而確定控制閥的通徑,,控制閥通徑是以培養(yǎng)溫度的控制波動(dòng)量為主要參數(shù),。若以培養(yǎng)溫度的控制波動(dòng)量為參數(shù)來(lái)計(jì)算,往往可設(shè)定60%~80%的開度為穩(wěn)定值,;若要兼顧滅菌升溫時(shí)間,,那么取值可以低些,此時(shí)培養(yǎng)溫度控制波動(dòng)量就會(huì)大些,。
在帶冷熱夾套的溫度控制系統(tǒng)中,,如果上述工藝參數(shù)計(jì)算取值恰當(dāng),則參數(shù)控制相對(duì)精確,,其中工藝參數(shù)可采用飛升曲線計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)法等方法獲得,。在兼顧培養(yǎng)和滅菌的罐溫控制中,,采用PID自動(dòng)控制,其培養(yǎng)溫度的波動(dòng)控制范圍在±0.1 ℃,。其中,,微分作用能提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,積分作用能有效消除靜態(tài)誤差,,使環(huán)境溫度不對(duì)罐溫控制產(chǎn)生影響,。當(dāng)然,換熱夾套的設(shè)計(jì)要盡可能薄,,以減少溫控滯后所帶來(lái)的波動(dòng),。