俗氨酸發(fā)酵過程控制系統(tǒng)研究.pdf

1、發(fā)酵過程是借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來繁殖微生物菌體本身或制備代謝產(chǎn)物及次級代謝產(chǎn)物的過程。通過發(fā)酵過程可以產(chǎn)生出許多人類通過其他途徑無法或者很難獲得的合成物質(zhì)。作為生物科技的四大技術(shù)體系之一，發(fā)酵技術(shù)是生物科技產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。發(fā)酵過程控制技術(shù)則是運(yùn)用相關(guān)技術(shù)手段來控制溫度、PH等相關(guān)環(huán)境參數(shù)以改善生物反應(yīng)過程，它對于整個發(fā)酵過程的實驗或生產(chǎn)至關(guān)重要。
　　 在發(fā)酵過程控制技術(shù)水平上，我國明顯落后于先進(jìn)國家。主要體現(xiàn)在

2、發(fā)酵過程總體自動化水平不高，控制不精，甚至有些發(fā)酵車間采用傳統(tǒng)的控制方式，操作人員僅憑著經(jīng)驗來實現(xiàn)營養(yǎng)物料的補(bǔ)加或發(fā)酵過程控制參數(shù)的調(diào)節(jié)。然而微生物發(fā)酵是生物化學(xué)反應(yīng)過程，具有非線性、時變性和滯后等特點(diǎn)，難以建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，而且受目前技術(shù)發(fā)展的制約，有些能夠表征生物發(fā)酵過程的主要參數(shù)無法直接在線測量，使得控制過程更加復(fù)雜。
　　 近年來隨著微電子技術(shù)、檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，微生物發(fā)酵過程控制也將向自動

3、化、數(shù)字化、智能化方面發(fā)展?；谏鲜霰尘?，本文以谷氨酸發(fā)酵過程的控制為突破口，以谷氨酸發(fā)酵過程為研究對象，研究其過程工藝，運(yùn)用先進(jìn)的控制策略及軟測量技術(shù)，研究設(shè)計出生物發(fā)酵過程控制系統(tǒng)。本文首先研究谷氨酸發(fā)酵過程工藝，選取相關(guān)可控參量，構(gòu)建谷氨酸發(fā)酵過程控制系統(tǒng)。針對發(fā)酵溫度對象大滯后和模型的不確定性，本文將串級控制和模糊PID控制相結(jié)合，著重研究大型發(fā)酵罐溫度控制策略，并通過仿真實驗驗證該控制策略的可行性。針對發(fā)酵過程中重要參量菌體濃