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流量、泡沫、温度、DO、PH、补料控制的特点和算法

发布时间：2025-03-13 15:18:15

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答案：答:流量:流量是被控变量同时又是操作变量,一般认为滞后很小,因此常用单回路控制.对于离心泵和压缩机,输出流量与压头有关,通过改变回流流量来控制管道中的流量。对于容积式泵和压缩机,流量与压头无关,只与冲程大小和转速有关。调节阀不能安装于泵出口,否则关闭阀门,泵压力因过高而损坏。其控制通过改变回流或压缩机转速实现。泡沫:对发酵有较多的影响,有机械化学消泡法,化学消泡法有较多副作用,一般用双位控制算法,控制规律为:系统运行的好坏关键是泡沫液位电极的可靠性。泡沫控制规律:

温度:温度的选择既要有利于提高生物合成反应的速度,又要考虑生物合成的持久性。温度的控制主要采用通过冷却水的方式带走生化反应热。有夹套和盘管两种。PH:pH一般是发酵过程中代谢平衡,特别是碳、氮源代谢平衡的反应。pH上升是碳源代谢不足,这时应考虑增加培养基的糖浓度(采用补糖的办法)。相反,pH的下降是碳源过量或氮源不足,应降低培养基的糖浓度,或增加容易利用的氮源(如玉米浆、通氨或补硝酸盐)。发酵过程pH的控制首先要考虑基础培养基中生理酸、碱性物质的平衡,其次是维持生理酸、碱性物质在补料中的平衡。DO:DO的控制可从耗氧和供氧两方面控制。作为一级控制器的DO控制器根据检测结果,由PID算法计算出控制输出,但不用于直接实施控制动作,而作为二级控制器的搅拌转速、空气流量和压力控制器的设定点,二级控制器再由另一个PID算法计算出第二个控制输出,用于实施控制动作,满足一级控制器设定的DO水平。补料:微生物浓度和代谢状况无法实时在线检测,使得补料控制极为困难,一般是工艺技术人员,按照离线实验数据,根据经验操作。随着理论研究和工业应用的发展,补料方式和计算机控制都取得了较大进展。为了有效地进行补料,必须选择恰当的反馈控制参数,了解这些参数与微生物的生长、代谢、产物合成等之间的关系。建立最优的数学模型。(5)目前发酵动力学模型主要通过经验法、半经验法或简化法得到,一般为非结构动力学模型,如Monod、Moser、Tessier、Contois等模型方程。