針對目前發(fā)酵行業(yè)的現(xiàn)狀,在研究了微生物發(fā)酵工藝和發(fā)酵特點的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一套功能完善、結(jié)構(gòu)簡單、控制效果突出的微生物發(fā)酵控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求,設(shè)計了一套基于PLC、WinCC、自動化檢測儀表和以太網(wǎng)通信的微生物發(fā)酵自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用S7-200 Smart PLC作為整個系統(tǒng)的控制單元,主機采用SR60模塊,搭配DR08模塊進行數(shù)字量擴展,采用AM06模塊完成對模擬量輸入輸出的擴展,并結(jié)合傳感器、變送器、變頻器、蠕動泵等完成對溫度、溶氧、PH、壓力以及攪拌電機轉(zhuǎn)速等參數(shù)的采集和執(zhí)行部件的控制。采用PC機結(jié)合西門子WinCC V7.3軟件進行人機界面的組態(tài),完成對發(fā)酵參數(shù)的設(shè)定與顯示、發(fā)酵狀態(tài)轉(zhuǎn)換、手自動轉(zhuǎn)換、報警輸出等功能。通過以太網(wǎng)接口實現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與PC機之間的通信,不斷調(diào)整發(fā)酵過程中的各個參數(shù),使發(fā)酵過程始終處于有利于微生物生長的最佳環(huán)境。該控制系統(tǒng)已成功運用到微生物發(fā)酵設(shè)備上并投入使用,使用結(jié)果表明,該控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作方便,在很大程度上代替了傳統(tǒng)人工手動操作,能夠很好的對各發(fā)酵參數(shù)進行控制,在微生物產(chǎn)量和控制精度方面都有明顯提高,能夠達到設(shè)計... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代發(fā)酵過程對比圖

傳統(tǒng)發(fā)酵過程與現(xiàn)代發(fā)酵過程如圖 1.1 所示。圖 1.1 傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代發(fā)酵過程對比圖1.2.2 研究意義近年來，隨著微生物發(fā)酵技術(shù)的不斷發(fā)展，以生物發(fā)酵技術(shù)和發(fā)酵設(shè)備為基礎(chǔ)，建立的微生物發(fā)酵系統(tǒng)應(yīng)用范圍進一步擴大，發(fā)酵的新產(chǎn)品也越來越多，微生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出了非常廣闊的發(fā)展前景。如今，生物發(fā)酵技術(shù)已經(jīng)被普遍應(yīng)用到新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護等眾多領(lǐng)域，不僅加快了對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級改造，而且在一定程度上也促進了新興產(chǎn)業(yè)的誕生，給當(dāng)今社會生產(chǎn)力的發(fā)展帶來了無限的潛力和可能，對人類社會生活產(chǎn)生了深遠影響。圖 1.2 是幾種常見的微生物發(fā)酵產(chǎn)品。圖 1.2 幾種常見的微生物發(fā)酵產(chǎn)品

.1 發(fā)酵罐整體結(jié)構(gòu)在工業(yè)發(fā)酵過程中，一次完整的發(fā)酵過程通常會經(jīng)歷三個階段[26]，首先是實驗究階段，它一般是在實驗室的生化培養(yǎng)箱或者小型發(fā)酵罐中進行。這個階段的主的有兩個，一個是對菌種進行篩選和保藏；另一個是找出適合微生物生長的培養(yǎng)組分和生長條件，為后續(xù)的發(fā)酵提供基本的發(fā)酵工藝參數(shù)。第二個階段是中試放大個階段的規(guī)模大小不一，小到幾升的發(fā)酵罐，大到成百上千升的發(fā)酵罐，通常被認可的范圍在 100-1000L。中試放大的作用是：對實驗室的研究結(jié)果加以驗證，以加清楚的掌握發(fā)酵條件；另外，中試放大過程并非是將小試階段的實驗數(shù)據(jù)等比線性放大，需要綜合考慮罐體溫度、溶解氧、PH 值、擴散動力學(xué)等多方面的因些因素都會造成發(fā)酵結(jié)果與試驗階段大不相同，可能在不同的發(fā)酵時期，各個參控制方法也不近相同，這些都是在實驗室研究階段沒有辦法做到的。中試放大的是為以后的工業(yè)化批量生產(chǎn)做準(zhǔn)備，并提供適合微生物生長的環(huán)境參數(shù)及其控制。本文研究的微生物發(fā)酵系統(tǒng)包含以上三個部分，每一個部分又都是一個獨立的系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)的組成基本相同。本文主要以中試試驗中用到的 200L 發(fā)酵罐為行說明，其罐體工藝流程圖和實物圖如圖 2.1 和圖 2.2 所示。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2921643