诺西肽发酵过程pH值控制研究

摘要

现代生物工程技术已成为当今世界新技术革命的重要组成部分，是当前优先发展的高新技术之一。其中发酵工程与其他生物工程密切相关，直接影响生物工程的进一步发展。诺西肽作为一种新型的非吸收性饲料添加剂，具有广阔的市场前景。而诺西肽发酵则直接关系到产物的生成及最终产量，因此，以诺西肽发酵过程为对象开展过程控制的研究，对提高诺西肽发酵的产量、促进发酵工业的发展有重要作用。 诺两肽发酵过程是一个非常复杂的生化过程，涉及化学、生物等多种学科，本文在查阅大量发酵方而书籍及文献的基础上，简述了发酵过程的相关知识及发酵过程控制发展现状。并介绍了诺西肽发酵过程，深入叙述了诺西肽发酵过程参数的作用及相关的检测手段。在此基础上，实现了压力、流量、搅拌转速、温度等基本回路的常规PID控制，经过诺西肽发酵实验表明，控制效果满足了发酵过程的工艺要求和控制要求。 在诺西肽发酵过程中，pH值是较重要的一个参数，它反映了微生物生长和产物合成的状态，是代谢活动的综合指标。本文通过实验分析得出诺西肽发酵pH过程具有严重非线性、时变性及滞后等特点。因此pH值控制是发酵过程控制中的难点，若采用常规控制方法难以取得满意的控制效果。通过对一些可行控制算法进行的深入研究，针对诺两肽发酵pH过程的严重非线性，选择了模糊控制器。而为了更好的克服发酵过程中的时变性，在模糊控制器的基础上加入了参数的在线调整，形成了参数自调整模糊控制。经过实验表明，与常规PID控制相比，参数自调整模糊控制较好的克服了诺西肽发酵pH过程的非线性、时变性等特点，pH值的控制精度在±0.05pH之内，取得了较为理想的控制效果。

目录

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第一章绪论

1.1发酵过程简介

1.2发酵过程控制及发展现状

1.2.1发酵过程控制

1.2.2发展现状

1.3本文主要工作

第二章诺西肽发酵过程的参数检测与控制

2.1诺西肽发酵过程

2.2诺西肽发酵过程参数的检测

2.2.1在线检测参数及传感器

2.2.2离线检测参数

2.3诺西肽发酵过程参数的控制

2.3.1压力

2.3.2溶解氧、空气流量及搅拌转速

2.3.3温度

2.3.4其它参数

2.4本章小结

第三章pH过程特点与参数自调整模糊控制

3.1 pH对象分析

3.1.1 pH含义

3.1.2发酵pH过程及其特点

3.1.3 pH值控制

3.2模糊控制

3.2.1模糊控制器基本原理

3.2.2模糊控制器设计

3.3参数自调整模糊控制

3.4本章小结

第四章诺西肽发酵过程控制系统与实验分析

4.1发酵实验装置

4.2发酵过程控制系统

4.2.1硬件系统

4.2.2软件系统

4.3 RSView32与MATLAB间的DDE通信

4.3.1 DDE简介

4.3.2 RSView32与MATLAB间的DDE通信

4.4实验分析

4.4.1实验方法

4.4.2结果分析

4.5本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢