啤酒发酵过程温度控制系统建模及其应用研究

摘要

论文以江西省工业攻关计划项目“啤酒生产过程测控管理系统”(编号：赣科发计字[2005】224号)、燕京啤酒(赣州)有限责任公司啤酒生产流程的自动化改造为背景，在啤酒工业生产过程测控管理系统的总体方案，发酵过程的建模与温度测控的实现等方面进行了研究与设计，主要工作如下： 对国内外流程工业研究和应用情况，从概念，发展简况，公司及产品，国内外差距，到流程工业企业综合自动化需求与总体结构等内容，进行了细致全面的总结。对于国内啤酒行业的现状，也进行了概括。并对目前国内啤酒生产工艺发酵过程的自动控制水平，进行了归纳和提炼。 给出了系统总体设计方案。在分析企业实际需求的基础上，结合啤酒生产过程工艺，尤其是发酵的详细过程，建立了系统的总体方案，并就系统的若干关键技术，进行了阐述。 建立了发酵过程温度控制系统数学模型。首先概括了啤酒发酵过程的两类模型：基于生物学基础的动力学模型；发酵过程控制系统的数学模型。然后结合发酵过程温度控制的工艺要求以及发酵过程温度控制系统的特点，对发酵过程温度控制问题，分别从发酵罐内发热与散热过程、发酵罐内反应的传递函数、罐内发热与制冷的温度控制过程等方面进行了分析和建模。最后是发酵过程温度控制策略的比选。 实现了发酵过程温度测控。从工程应用的角度介绍了啤酒发酵过程温度测控的实施。详细说明了控制系统的结构以及下位机软件、多功能面板软件和上位机软件的开发等。同时以一个项目为例讲述解决系统扩展等实际问题的方法。 论文还希望通过项目的研究与实施，树立江西省采用高新技术改造与提升传统产业的样板工程，为江西培养一支自动化和软件工程高新技术研发队伍和高级工程技术人才。

目录

文摘

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1绪论

2系统相关技术基础

3发酵过程温度控制系统建模

4系统模型在发酵过程温度测控系统中的实现

5总结与展望

致谢

参考文献