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發(fā)布時(shí)間:2021-09-17 08:43  
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生物發(fā)酵罐是用來(lái)進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置
生物發(fā)酵罐是用來(lái)進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置,它可通過(guò)優(yōu)化微生物的發(fā)酵條件來(lái)提高發(fā)酵效率。根據(jù)所培養(yǎng)微生物的好氧和厭氧性,發(fā)酵罐可分為好氧型與厭氧型。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。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。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。

發(fā)酵罐發(fā)酵過(guò)程中的變化可分為哪幾類
發(fā)酵罐發(fā)酵過(guò)程中,為了能對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行必要的控制,需要對(duì)有關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行定期取樣測(cè)定或進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。
反映發(fā)酵過(guò)程變化的參數(shù)可以分為兩類:一類是可以直接采用特定的傳感器檢測(cè)的參數(shù)。它們包括反映物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境變化的參數(shù),如溫度、壓力、攪拌功率、轉(zhuǎn)速、泡沫、發(fā)酵液粘度、濁度、pH、離子濃度、溶解氧、基質(zhì)濃度等,稱為直接參數(shù)。另一類是至今尚難于用傳感器來(lái)檢測(cè)的參數(shù),包括細(xì)胞生長(zhǎng)速率、產(chǎn)物合成速率和呼吸嫡等。這些參數(shù)需要根據(jù)一些直接檢測(cè)出來(lái)的參數(shù),借助于電腦計(jì)算和特定的數(shù)學(xué)模型才能得到。因此這類參數(shù)被稱為間接參數(shù)。上述參數(shù)中,對(duì)發(fā)酵過(guò)程影響較大的有溫度、pH、溶解氧濃度等。
發(fā)酵罐溫度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響是多方面的,它會(huì)影響各種酶反應(yīng)的速率,改變菌體代謝產(chǎn)物的合成方向,影響微生物的代謝調(diào)控機(jī)制。除這些直接影響外,溫度還對(duì)發(fā)酵液的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響,如發(fā)酵液的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等,進(jìn)而影響發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)特性和產(chǎn)物的生物合成。
