一、灭菌操作1. 关闭所有供水管路及空气管路。开启蒸汽管路阀门。同时稍开启发酵罐夹套的排气阀门，排放夹套剩水。2. 开启发酵罐搅拌电机，转速至200rpm，使发酵液受热均匀。当温度升到95℃以上时，即可停止搅拌。然后待温度升至121℃（罐压在0.1～0.12Mpa）时即可计时开始。3. 当计时开始后，发酵时间一般为20-30分钟。在此时间内应保证温度不低于120℃.同时可进行空气过滤器及空气管道的灭菌。4. 空气过滤器及空气管道的灭菌：稍开过滤器的排水阀门，及空气管道的隔膜阀，保证空气管道的蒸汽灭菌。但不能开的太大，以免蒸汽大量进入罐内，而稀释培养基。5. 出料、采样阀的蒸汽阀门及出口阀稍开，保证该管路灭菌。在发酵罐的盖上的接种口，同样需要放气，使其达到灭菌要求。6. 当保温结束时，应先把空气管路中的隔膜阀关闭。把空气过滤器排水阀关闭，以及关闭取样阀出口阀门和接种口螺帽。然后再关闭各路蒸汽阀门。7. 打开冷却水阀门及排水阀门，同时打开空气流量计和空气放空阀门，把空气过滤器吹干。此时必须注意罐压的变化。绝对不能让罐压低于0.02Mpa。及当罐压达到0.05Mpa时，立即将空气管路打开，保证发酵罐的罐压在0.05Mpa左右。8. 当温度降到95℃时，即可打开搅拌。当温度低于50℃后，即可切入自动控温状态，使培养基达到接种温度，灭菌过程即告结束。二、发酵过程的操作1. 接种：接种方法可采用火焰接种法或差压接种法。（1）火焰接种法：在接种口用酒精火圈消毒，然后打开接种口盖，迅速将接种液倒入罐内，在把盖拧紧。（2）差压法：在灭菌前放入垫片，接种时把接种口盖打开，先倒入一定量的酒精消毒。待片刻后把种液瓶的针头插入接种口的垫片。利用罐内压力和种液瓶内的压力差，将种液引入罐内，拧紧盖子。2. 罐压 发酵过程中须手动控制罐压，即用出口阀控制罐内压力。调节空气流量的，须同时调节出口阀，应保持罐内压力恒定大于0.03Mpa。3. 溶解氧（DO）的测量和控制（1）溶解氧的标定：在接种前，在恒定的发酵温度下，将转速及空气量开到最大值时的溶解氧DO值作为100%。（2）发酵过程的溶解氧DO测量和控制：DO的控制可采用调节空气流量和调节转速来达到。最简单是转速和溶氧的关联控制。其次则必须同时调节进气量（手动）控制。有时需要通入纯氧（如在某些基因工程菌的高密度培养中）才能达到要求的DO值。4. pH 的测量与控制（1） pH值的校正：在灭菌前应对PH电极进行PH值的校正。（2）在发酵过程中PH值的控制使用蠕动泵的加酸加碱来达到的，酸瓶或碱瓶须先在灭菌锅中灭菌。三、控制器的操作1. 控制器的启动：打开电源，先按一下薄膜键盘上的“S/E”键，再按一下“确认”键，发酵控制程序启动；这时，如果加热器中水没有加满，程序会自动进行进水操作；待水加满后，用户可以按照上述的下位机控制器的操作方法进行对各个执行机构进行控制。2. 控制器的操作：使用F1～F6按键将液晶屏中的界面切换到用户需要控制的界面中，使用方向键将界面中的光标移动到需要控制的变量上，如果是改变运行模式，直接按确认键即可，如果需要键盘输入数字，在输入数字后按确认键即可。如：（1）温度控制：在手动方式中，对温度进行手动操作是比较简单，只需要改变手动状态的控制量即可。通过选择快捷键（F1～F5）进入到温度控制界面，然后移动光标使它指向到“手动方式”，按下“确认”键，即进入温度控制的手动方式中。此时，“手动方式”后面会出现一个小手来指示当前的选择是手动方式。将光标移动到手动设置区域, 通过上下移动光标选择到“控制量”。通过按数字键输入所需要设定的控制量输出值，如80，并按“确认”键确认；（注：控制量范围为0～100，当输入控制量大于50时为加热状态，反之为冷却状态）。（2）转速的控制：使用光标移动键，移动光标到“设定值”处。在数字键盘上输入 300, 此时的“设定值”后应该出现“300”的数值；然后按下“确认”键确定输入。若输入有错误，可以按“清除”键清除数据。四、蒸汽发生器的操作1. 打开进水管开关，使蓄水箱水位至最高，保持进水状态2. 连接发生器电源，向锅内供水至正常水位（液位管的50-80％），不得超过最高水位，且不得低于最低水位，关闭蒸汽出汽阀门3. 插上电源，打开电源开关工作指示灯亮，开始加热锅水4. 将蒸汽管连接至发酵罐体夹层管路系统，打开相关阀门，保持管路通畅，同时关闭发酵罐体出气阀。当压力升至工作压力后（2kg/cm2）打开蒸汽出汽阀，即可供汽5．使用完毕，先关闭电源，后关闭进水管，待发生器适当降温后，排掉锅体中污水。【注 意 事 项】1. 安全阀的调定压力已由厂家调整好，不得随意调整，若发现安全阀失灵，应更换新的安全阀。严禁私自改 变压力自动控制功能和参数。2. 在正常运行期间，至少每8小时排污一次，并及时用砂纸给水位探针除垢3. 在使用过程中，严禁关闭安全阀门，严禁私自改装或用堵头堵死4. 压力表存水弯管应定期拆下清洗五、空气压缩机的操作1. 插上空压机电源，开启空压机，使机器在无负荷状态下启动运转15分钟。2. 启动后若无异音，关闭空气出口，并将空压机出气管与空气净化器相连，一并联至发酵罐空气进气管路。3. 当气压升至2kg/cm2打开供气阀，开启空气开关，向已灭菌的发酵罐提供无菌空气。空气压力达到设定压力之后，压力开关自动切断电源，电机停止运转。4. 空气压缩机的使用压力不得高于额定工作压力，若需调整，必须有专门业务员进行，不得自行调整。
发酵控制器之后续报道——————http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211271552_407639_2019107_3.jpg欢迎大家来参加生命科学版的原创大赛！！ 基于单片机的微生物发酵控制器的设计 研究背景1、微生物发酵是指利用微生物，在适宜的条件下，将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。 2、生物发酵过程属于缓慢的不可逆的生化反应过程，一系列分解代谢和合成代谢引起了发酵罐中温度、PH、溶解氧浓度的变化。一般发酵微生物对环境条件很敏感，一旦超出了限制，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌种代谢产物的形成，严重时可能造成代谢产物改变、菌种死亡。 3、生物发酵具有非线性、时变性和大滞后等的特点，属于不确定过程的复杂系统，不能准确建立数学模型和传递函数，此前使用的采用PID工业控制算法的通用控制器已不能进行准确控制。 控制系统工作原理 1.研究思路及方法控制方式上选用基于反馈形式的在线控制 。事实和理论证明在线控制反应迅速，对发酵过程中被控系统动力学特性的变化和其它影响因子变化的适应性强。控制算法的核心选用基于人工神经网络的控制(ANN-Based Control)的“误差逆传播算法”BP算法。神经网络控制系统具有很强的自适应性和自学习能力、强大的非线性映射能力、鲁棒性和容错能力，控制精度高。单片机—— 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机成本低廉，体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，灵活性高等特点，非常适合用于设计专用控制器。2、设计方案——采用上、下位机的方式构建系统。上位机采用工控机，可以直接发出操控命令，显示和保存各种信号数值（温度、pH、溶氧），同时实现智能算法的运算。下位机是单片机平台。下位机主要获取发酵设备状况，实现数据采集并直接控制设备。上下位机通过RS-232C或者USB进行通讯下位机硬件设计系统核心MCU：Silicon Lab公司开发的C8051F340芯片，属于完全集成的混合信号片上系统(System on Chip，SoC)型芯片，其内部集成了多种功能模块，功能强大，工作稳定可靠。工作电压2.7 V-3.6V，40个I/O口线，所有口均耐5V电压，4个通用16位计数器/定时器，10位200 kbps的单端/差分ADC，带模拟多路器和USB通讯。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/11/201211271541_407626_2019107_3.gifD/A模块：选用由美国MAXIN公司推出的高性能D/A转换器Max536。片内集成了4路独立的，可同步控制的12位高精度双缓冲数模转换器。使用3线串行接口进行数据交换，节省了单片机I/O口使用。选用DIP16脚封装[fo
[font=微软雅黑][color=#333333]1、发酵罐必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]2、发酵罐在消毒过滤器 时，流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa，否则过滤器滤芯会被损坏，失去过滤能力。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]3、发酵罐在发酵过程中，应确保罐压不超过0.17MPa。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]4、发酵罐在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内，否则会引起发酵罐的损坏。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]5、发酵罐在空消及实消时，一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏 在实消时，还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释，从而无法达到工艺要求。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]做好以五项可以有效避免发酵罐在日常使用中遇到很多是技术难题[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]，[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]给自己减少很多不必要的损失和麻烦。[/color][/font]
[font=微软雅黑][color=#333333]1、发酵罐必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]2、发酵罐在消毒过滤器 时，流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa，否则过滤器滤芯会被损坏，失去过滤能力。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]3、发酵罐在发酵过程中，应确保罐压不超过0.17MPa。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]4、发酵罐在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内，否则会引起发酵罐的损坏。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]5、发酵罐在空消及实消时，一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏 在实消时，还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释，从而无法达到工艺要求。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]做好以五项可以有效避免发酵罐在日常使用中遇到很多是技术难题[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]，[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]给自己减少很多不必要的损失和麻烦。[/color][/font]
系列描述 : 罐体材料采用耐高温硅硼玻璃，搅拌方式采用强磁力下搅拌，操作方便，不易染菌。控制系统可采用BIOTECH-2020模块控制器，自由组合，简单方便；也可采用单回路控制器控制温度、转速，转子流量计控制空气流量。由多个独立的控制仪表组成，基本控制为温度、转速和空气流量，可随意增加pH、溶氧、泡沫、补料等一些参数，控制方式有手动和自动两种，是一款性价比较高的产品。 产品简介 : 1、适合于学生实验的低价位发酵罐。2、采用磁力搅拌机构，操作方便，不易污染。 3、控制系统由多个独立的控制仪表组成，基本控制为温度、转速和空气流量，可随意增加pH、溶氧、泡沫、补料等一些参数，控制方式有手动和自动两种。: 1、基本系统1）罐体：3/5/7升（罐体材料硅硼玻璃，带内夹套和底夹套，工2）磁力搅拌速度：0~1000rpm ± 5rpm3）温度控制：（冷却水+5℃）~50.0℃ ± 0.2℃（智能化模糊PID控制器4）通气流量：0 ~ 5/8/13L/min（转子流量计，配德国空气过滤器）5）消毒方式：灭菌锅（用户自配）6）电源：220V AC/1kw7）外型尺寸约为（长*宽*高）：300*300*500（mm）2.选配件1）BIOTECH - 2020 pH控制器国产电极，酸碱双向，蠕动泵PID开关控制。2.00 ~ 12.00 ± 0.05pH2）BIOTECH - 2020 DO控制器国产电极。0 ~ 150% ± 3%，显示精度0.1%3）BIOTECH - 2020 泡沫控制器电极检测，一台蠕动泵时间比例开关控制。4）BIOTECH - 2020 补料控制器一台蠕动泵时间比例开关控制。开泵时间：0 ~ 99 秒或分可调；关泵时间：0 ~ 99 秒或分可调。
[font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]1、发酵罐必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]2、发酵罐在消毒过滤器 时，流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa，否则过滤器滤芯会被损坏，失去过滤能力。[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]3、发酵罐在发酵过程中，应确保罐压不超过0.17MPa。[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]4、发酵罐在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内，否则会引起发酵罐的损坏。[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]5、发酵罐在空消及实消时，一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏 在实消时，还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释，从而无法达到工艺要求。[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]做好以五项可以有效避免发酵罐在日常使用中遇到很多是技术难题[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]，[/color][/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5pt][color=#333333]给自己减少很多不必要的损失和麻烦。[/color][/size][/font]
[font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999]摘要：针对目前啤酒酿制发酵过程中存在的温度、压力、氧气和二氧化碳含量这些工艺参数的精密控制问题，本文以压力控制为例提出了自动化可编程的啤酒发酵压力精密控制解决方案，解决方案可满足各种大型和小型发酵罐的压力控制需求，可实现变设定压力和可编程的全自动压力准确控制。更重要的是：此解决方案可推广应用到温度和工艺气体含量的实时控制，为真正实现高品质啤酒的酿造以及质量稳定性提供了技术保障。[/color][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][color=#339999][/color][align=center][color=#339999][img=啤酒发酵罐用的可编程全自动精密压力控制装置,550,367]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303201143196856_4741_3221506_3.jpg!w690x461.jpg[/img][/color][/align][color=#339999][/color][size=18px][color=#339999][b]1. [font='微软雅黑',sans-serif]问题的提出[/font][/b][/color][/size][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font] 在啤酒生产工艺中，发酵是重要且不可或缺的一环，并且在发酵过程中需要实时监测和控制发酵罐内的温度和压力以及氧气和二氧化碳含量等工艺参数，以保证酒液酿制品质和在发酵罐内正常发酵。而目前啤酒发酵过程中需要解决的技术难题之一就是如何对上述参数实现精确的智能化和自动化控制，如在压力这个重要参数的控制过程中，就存在以下几方面的具体问题：[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）压力控制技术和装置简陋，大多采用开环控制方式，有些甚至还在采用人工调节方式，缺少闭环反馈控制和调节能力而无法实施对发酵罐内的压力变化做出及时反应和准确控制，往往会对发酵过程造成影响导致啤酒口感变差。例如，酒液在发酵过程中会产生二氧化碳而造成发酵罐内压力增高，如果不及时进行减压调节方式的压力恒定控制则会导致发酵失败，而如果发酵过程中的压力太低又会影响啤酒的口感，这些问题在长时间的发酵工艺中显得尤为突出。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）现有压力控制装置多为只能设定一个固定压力进行控制，无法根据酿制啤酒的品种和发酵工艺设置对应的压力控制程序并进行程序控制。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）在有些大批量啤酒生产中，现有的大型发酵罐压力控制装置体积较为庞大笨重和技术落后。小型和微型精酿啤酒的发酵又缺乏小型的压力控制装置，啤酒酿制还基本靠人工经验来进行压力控制，特别是对啤酒屋这种需要多个品种的啤酒精酿场合，口感和品质很难保证稳定。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]除了上述问题之外，啤酒发酵过程中的压力控制技术还面临以下挑战：[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）在啤酒发酵过程中，不能只为达到压力控制指标而任意对发酵气体进行排放，还需尽可能保留有效气体成分和含量，这就要求在尽可能低的排放条件下还能实现压力的准确控制。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）发酵过程中发酵罐内的温度、压力、氧气含量和二氧化碳含量往往会相互影响，如温度的升降会造成压力的高低变化，气体含量的改变也会对压力产生影响，这都需要在具体控制中予以解决，而现有发酵工艺基本都缺乏这种实时多参数的准确控制能力。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]因此，针对目前啤酒酿制发酵过程中存在的精密控制问题，本文特别针对压力控制提出了自动化可编程的啤酒发酵压力精密控制解决方案，解决方案可满足各种大型和小型发酵罐的压力控制需求，可实现变设定压力和可编程的全自动压力准确控制。[b][size=18px][color=#339999]2. [font='微软雅黑',sans-serif]基本原理[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]啤酒酿造过程中的压力控制是一个典型密闭容器压力控制问题，为此我们采用了常用于密闭容器真空压力控制的动态平衡法。动态平衡法的基本原理是同时调节密闭容器的进气流量和出气流量，使进出气流量按照要求达到某个平衡，从而实现真空压力的准确控制。动态平衡法控制原理框图如图[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][/font][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=动态平衡法压力控制基本原理图,600,257]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303201143532162_2097_3221506_3.png!w690x296.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]1 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]动态平衡法压力控制原理示意图[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]在啤酒发酵罐压力控制中采用动态平衡法，主要基于此方法的以下两个特点：[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）动态平衡法有很强的灵活性，其中的各个功能部件可根据需要采用不同的结构形式。对于大尺寸的发酵罐，可以采用分立结构形式来保证罐内压力控制过程中的均匀性，如将独立电动阀门分别布置在发酵罐两侧分别负责调解进气和出气流量。对于小体积发酵罐，则可以采用集成式结构，将进气和出气阀门集成在一起并安装在发酵罐的某个部位进行压力控制而不影响罐内压力均匀。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）动态平衡法比较适合控制压力的同时对氧气和二氧化碳气体含量进行控制，只需在进气口处增加相应流量计就可以实现多个工艺参量的实时控制。[/font][b][size=18px][color=#339999]3. [font='微软雅黑',sans-serif]解决方案[/font][/color][/size][color=#339999][/color][color=#339999]3.1 [font='微软雅黑',sans-serif]分体式结构解决方案[/font][/color][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]对于大型发酵罐，发酵过程中的压力控制要考虑气体在大尺寸空间内的均匀性，即尽可能要保证压力的均匀。为此，针对大型发酵罐的压力控制采用了分体式结构的动态平衡法，相应的压力控制装置结构如图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][color=#339999][b][img=分体式压力控制装置结构示意图,690,318]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303201144178376_5606_3221506_3.png!w690x318.jpg[/img][/b][/color][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]2 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]分体式压力控制装置结构示意图[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]分体式压力控制装置主要特点是将进气和排气装置分开，即通过单独气体质量流量计调节进气流量，采用独立的电动调节阀的不同变化开度来调节排气流量，而它们的控制则通过一个双通道的[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]控制器来实现，其中压力测量通过一个压力传感器。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示的分体式压力控制装置具有以下几方面的特点：[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）分体结构可以保证大型发酵罐内的压力非常均匀。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）通过调节进气速率和抽气速率，并配备较大口径的高响应速度的电动调节阀，可以非常准确和快速的实现各种程序设定压力的动态控制，关键是采用了双通道[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]控制器更能保证长时间发酵过程中压力变化的稳定性以及重复批量生产过程中压力变化的可重复性。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）从图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]可以看出，进气口处可以并联连接多种气体管路，如氧气和二氧化碳气体。只要控制采用相应的气体质量流量计控制好进气比例，并能保证发酵罐内相应的各种气体含量，那么只需调节电动调节阀就可以准确控制发酵罐内的压力变化。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]4[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）分体式压力控制装置的不足是进气和出气始终处于一个动态过程，这使得压力控制过程中的用气量比较大，如果后续工艺配备了气体回收处理装置，则此问题不再显着突出。[/font][b][color=#339999]3.2 [font='微软雅黑',sans-serif]集成式结构解决方案[/font][/color][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]对于很多小型啤酒发酵生产场合，往往并不能做到对工作气体的回收，但更需要针对不同品种的啤酒发酵进行压力准确控制。为此我们提出一种集成式结构的压力控制装置方案，如图[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示。[/font][align=center][b][color=#339999][img=集成式压力控制装置结构示意图,500,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303201144389318_6852_3221506_3.png!w690x622.jpg[/img][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][color=#339999][/color][/size][/font][align=center][b][color=#339999][font='微软雅黑',sans-serif]图[/font][font=&]3 [/font][font='微软雅黑',sans-serif]集成式压力控制装置结构示意图[/font][/color][/b][/align][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]图[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]所示的集成式压力控制装置是图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]分体式压力控制结构的一种小型化集成，即将进气调节阀和排气调节阀整体小型化，并与内置微型压力传感器一并集成在压力控制阀内，实现对进气口压力进行降压并对压力控制阀出口的气体压力进行恒定控制，同时通过将压力控制阀的出口与发酵罐连接，进而实现对发酵罐内的压力进行准确控制。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]由于集成式结构压力控制装置的进气和排气流量比较小，所以比较适合小型发酵罐的压力控制，这种集成式控制装置具有以下几方面的特点：[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）为了保证小型发酵罐内的压力均匀性，集成式压力控制装置需要外接一个压力传感器，结合图[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]中所示的压力控制器和[/font][font=&]PID[/font][font='微软雅黑',sans-serif]控制器构成压力控制闭环回路。此闭环回路可以安装在一个控制箱内形成一个完整的压力控制装置，控制箱上布置有进气接口、排气接口、发酵罐接口、压力控制器引线接口、计算机通讯接口和电源线接口。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）集成式结构压力控制装置同样具有快速、准确和高稳定性的压力控制特点，而其最大优势是节省工艺气体，即只有在欠压或过压时快速打开内部进气阀或出气阀，保压过程中进气阀和出气阀全部关闭。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）这种集成式压力控制装置体积小巧，可以直接安装在发酵罐外进行压力控制，也可以与发酵罐的控制器系统进行集成。尽管这种压力控制装置进气和排气流量较小，但非常适合各种小型发酵罐的压力自动化控制。同时，也可以外接出手动旋钮便于人工设定压力控制值。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]4[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）这种集成式结构压力控制装置的不足是只能控制发酵罐内部压力，无法对进气流量和气体含量进行直接控制。若要进行气体成分和比例进行控制，在进气端还需增加一个气体缓冲罐，在缓冲罐内完成气体成分调节和控制后，再进行压力控制。[/font][b][size=18px][color=#339999]4. [font='微软雅黑',sans-serif]总结[/font][/color][/size][/b][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]本文所提出的解决方案和相应的两种压力控制装置，可以很好的解决啤酒发酵过程中的压力控制问题，整个解决方案的技术特点如下：[font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]1[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）发酵罐压力控制装置采用了先进控制技术，可实时监测发酵罐内部压力，并根据预设的参数进行调整。可以自动调整氧气和二氧化碳的供应，以保证发酵过程中的适宜环境条件。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]2[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）该装置还具有可编程功能，可以根据不同的啤酒配方和发酵条件进行调整。它可以存储多组参数，方便操作人员进行选择和调用。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]3[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）可满足各种啤酒发酵生产规模的压力控制需求，压力控制可智能化和自动化，可达到很高的控制精度和长期稳定性和重复性，能很好的保证产品品质和重复性。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font='微软雅黑',sans-serif][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]（[/font][font=&]4[/font][font='微软雅黑',sans-serif]）本解决方案尽管只描述了发酵过程中的压力控制问题，但相应的控制装置具有很强的拓展性，可应用到发酵过程中的温度和气体成分的控制过程。[/font][font='微软雅黑',sans-serif][size=16px][/size][/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font]总之，啤酒发酵罐用的可编程全自动精密压力控制装置是一种高效、精确、可靠的控制装置，可以有效提高啤酒生产的质量、产量和稳定性。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
生命可续板块，欢迎大家来参加原创大赛！！http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/emyc1002.gif顺便做个宣传：主题：【第五届原创大赛】生命科学赛区首次亮相，赛事火热进行中，丰厚奖品摆在眼前，赶快加入吧！http://bbs.instrument.com.cn/Toptopic.asp?ForumID=487&ThreadID=633http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20120829/4214736/ 生命可续板块都是默默无闻的，论坛里很少有坛友过来浏览帖子，发表帖子。但是在论坛上还是有不少爱好生命科学的朋友支持者生命科学板块。在此谢谢大家的支持！！ 生命科学领域是21世纪的朝阳产业。它涵盖了很多专业领域。 在这一章，我们主要讲述生物发酵这一块。 微生物发酵过程属于缓慢的、不可逆的生化反应过程，一系列的分解代谢和合成代谢引起了发酵过程中温度、pH、溶解氧浓度的变化。一般情况下，发酵微生物对环境条件特别敏感，一旦超出了限制，不仅会影响菌种的生长繁殖，而且会影响菌种代谢副产物的形成，严重时甚至可能造成代谢产物改变、菌种死亡。因为生物发酵具有非线性、时变性和滞后等特点，属于不确定过程的复杂系统，我们不能准确建立其数学模型和传递函数。因此发酵过程中必须严格控制温度、pH、溶氧、搅拌电机转速等发酵条件，并对发酵数据实时有效采集和存储。这就需要更为先进的监控系统来控制生物发酵这种的复杂反应过程。写在前面———— 设计了一款新的基于溶氧反馈补料的发酵控制器，在控制过程中使用了单片机和应用了BP神经网络算法。当发酵控制器应用于发酵过程中时，溶解氧的波动明显的降低。结果表明，发酵控制器可以根据发酵情况做出精确计算，当溶氧高于某一设定值的时候开始补加高浓度的补料培养基，显示出了细胞的增长和培养基的利用之间有紧密的关系。一开始，分批-补料发酵技术主要是基于补料培养基的添加来实现的，而现在主要是依靠自动控制器控制下的补料策略，控制器控制下的补料策略是基于在线的各种复杂算法支配下的控制。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210031356_394379_2019107_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/10/201210031356_394380_2019107_3.jpg发酵参数控制相比新的发酵控制器，以前用的发酵控制器存在一些缺点），因此我们做了很多的改进。新的发酵控制器增加了很多检测控制模块，其中表现在：1、转速经过控制器参与调控，可以大大降低劳动力，避免了人工调节和检测；2、自动补加C和N源，将以前的按照补料次数对应的补料浓度直接转化为每次补料浓度，即以前的控制器的控制策略是基于补料次数（如补C三次后补N两次），而现在的控制器是直接同时补加C和N源，且碳源和氮源的浓度比（C/N）已经优化过了；3、发酵阶段的衔接，将以前的手动操作转化为控制器自动检测信号后直接进入下一个发酵阶段；4、上位机（检测收集信号软件），将数据信号进行采集，并在软件中直接显示出来，可以用来实时监控发酵过程中发酵液传质情况和菌体生长情况，同时还可以直接将采集到的发酵过程中动态数据用来绘制曲线图，从而直观的对发酵情况实时监测。
发酵罐的使用有严格的要求，使用过程中注意事项主要有以下几个方面： 1) 罐体灭菌前务必检查其中液面高度，要求所有的电极都没于液面以下。 2) 打开发酵罐电源前务必检查冷却水是否已打开，温度探头是否已插入槽中，否则会烧坏加热电路。 3) 发酵过程中一定要保持工作台的清洁，用过的培养瓶及其它物品及时清理，因故溅出的酸碱液或水应立即擦干。 4) 对罐体安装，拆卸和灭菌时要特别小心pH电极和罐体的易损又昂贵部件。 5)必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。 6) 在消毒过滤器时，流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa，否则过滤器滤芯会被损坏，失去过滤能力。 7) 在发酵过程中，应确保罐压不超过0.17MPa。 8)在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内(不应超过0.2MPa)，否则会引起发酵罐的损坏。 9)在空消及实消时，一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁，造成设备损坏;在实消时，还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释，从而无法达到工艺要求。 10)在空消、实消结束后冷却过程中，严禁发酵罐内产生负压，以免造成污染，甚至损坏设备。 11) 在发酵过程中，罐压应维持在0.03～0.05MPa之间，以免引起污染。 12)在各操作过程中，必须保持空气管道中的压力大于发酵罐的罐压，否则会引起发酵罐中的液体倒流进入过滤器中，堵塞过滤器滤芯或使过滤器失效。 13)如果遇到自己解决不了的问题请直接与公司售后服务部门联系。请勿强行拆卸或维修。
全新10L机械搅拌不锈钢发酵罐，二手价格出售！还有其他型号的，还有一个玻璃的。市场主流配置，有售后服务（一年保修，长期售后服务）特点： 本系列产品采用上机械搅拌系统，搅拌器转速无级可调，发酵温度、pH、溶解氧等参数自动控制，自动记录、贮存、打印，适用于发酵产品的小试、中试 适用范围： 该系列产品适用于各种微生物小型发酵的实验，设备具有稳定性好、操作方便、等特点。可根据发酵工艺不同采用不同结构与造型，多级发酵含有种子罐和发酵罐。技术参数： 装液系数 65-75% 罐体材质 SUS316L/SUS304 搅拌方式 平叶/斜叶/弯叶/轴向流桨叶 驱动方式 顶部机械搅拌 密封方式 特殊机械密封 结构方式 欧式框架 灭菌方式 在位灭菌 控制方式 PLC+触摸屏，采用集成控制，中文菜单显示操作界面。 设备特点 在位灭菌，安全可靠、特殊机械密封、大视镜观测清晰、多种形式的接种方式、美观大方、拆装容易。 [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63]
请教：发酵罐的配置情况及价位什么样？
发酵罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦，轴瓦与轴瓦之间的间隙常取轴径的0.4%-0.7%。空气分布装置作用：吹入空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式：单管式和环形管式。发酵罐的全挡板条件：指在一定转速下再增加罐内挡板或其它附件时，而搅拌功率保持不变，旋涡基本消失。挡板宽度一般取0.1-0.2D，装设4-6块即可满足全挡板条件。满足全挡板条件的挡板数及宽度，可由下式计算：发酵罐中的挡板数一般安装四快，这主要是因为发酵罐内除挡板外，立式冷却蛇管等装置也起到了一定挡板的作用。1.挡板的宽度为1/8-1/12已足够满足全挡板条件。机械消泡器作用：将泡沫打碎。因为发酵液中的蛋白质等发泡物质量很多，在强烈的通气搅拌下会产生大量的炮沐，导致发酵液外溢和增加染菌机会。按分布的位置分：发酵罐内的消泡器和发酵罐外的消泡器。发酵罐内的有锯齿式，梳状式及孔板式。发酵罐外的一般是利用离心力将泡沫粉碎，液体仍然返回罐内，如离心式消泡器，也可采用电极带动的碟片式离心消泡器。2.按消泡器形状分：靶式消泡器，半封闭式涡轮消泡器，离心式消泡器和碟片式离心消泡器等发酵罐的结构机械搅拌通风发酵罐主要部件包括罐身，搅拌器，挡板，冷却装置，空气分布装置。轴封等。罐体?是根据最大使用压力来设计。首先罐体要密封，能承受一定的压力。形状为圆柱状，两端用椭圆型或碟形封头焊接而成，这样发酵罐受力均匀，死角少，物料容易排出。材料为不锈钢或复合不锈钢制成。3.高度与直径比为1.7∽4∶1。除此外，在罐体的上面还有一些附属设备如排气孔，接料孔等。罐设计总的原则是罐体上接孔越少越好，能合并就合并搅拌器作用：将空气打碎成小的气泡。增加气液接触界面，提高氧的传质速率，同时使发酵液充分混合，发酵液中的固型物质保持选否浮状态。结构：包括搅拌轴和搅拌叶，在搅拌轴的中央装有圆盘，圆盘上装有搅拌叶。4.搅拌叶的形状：平叶式，弯叶式和箭叶式三种，叶片一般为六个，少至三个，多至八个。一般而言，在相同搅拌功率下比较粉碎气泡的能力，平叶搅拌器大于弯叶搅拌器，弯叶搅拌器大于箭叶搅拌器，但是翻动液体的能力与以上相反。在轴上多配置几个搅拌器对发酵有好处，但是配置的数量是根据罐内液位高度，发酵液的特性和搅拌器直径等因素来决定挡板克服搅拌器运转时液体产生的涡流，将径向流动改为轴向流动，促使液体激烈翻动，增加溶氧速率
发酵控制系统的整体设计一、控制系统功能设计为了提高发酵过程的自动化水平，增加发酵产物产量，改善发酵工艺，该发酵控制系统主要完成以下功能：1) 发酵过程完全自动化，包括每阶段的操作动作的实现，即按照工艺要求或者随动控制蠕动泵分别补充碳氮、调整搅拌转速以调整溶氧量浓度，同时当达到发酵要求后，自动切换到下一个阶段；2) 当脱离上位机后，下位机也能够实现简单控制，增加系统的稳定性；3) 对发酵环境敏感因素，即温度T、溶解氧DO、搅拌转速v、酸碱度PH的实时采集，现场和远程显示，Excel文件记录，以及这些数据的历史曲线回顾。二、发酵罐的外围设备该发酵系统除了发酵罐外，还包括辅助的外围设备，对于发酵控制系统开发来说主要有：发酵罐的执行器系统、传感器系统等。1发酵罐的执行器系统发酵罐的执行器系统主要有：1) 搅拌电机转速控制，该电机是交流变频马达，功率1千瓦，电机转速范围是50-1500转/分，变频器的输入信号是4-20 mA直流电流；2) 罐体温控及灭菌，罐体具有双夹套结构，用自带的小型蒸汽发生器产生蒸汽进入外夹套，间接加热罐内发酵液，降温采用市政自来水在内夹套循环的方式；温度范围自来水温度-150摄氏度；3) 酸碱度调节，采用蠕动泵间断加入氨水或氢氧化钠溶液的方式调整；补C、补N，采用蠕动泵分别加入葡萄糖溶液和？？？？溶液的方式来补给；该蠕动泵参数，固定转速50转/分，50 Hz交流230 V供电，功率11W；4) 进气和排气系统为全自动系统。对于本控制系统设计有关的控制量、执行器及控制信号，见下表，表控制量、控制信号与执行器控制量[font=
前言生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，对我们进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练，使我们初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础。
一、准备1、检查蒸汽管道、阀门、电机、电源、饮用水管是否有泄漏点或接通；如果有的管有泄漏点，及时更换乳胶管！2、检查发酵罐轴封、夹层、搅拌、视镜阀是否正常；出现异常则及时添加甘油（密封用）。3、用自来水清洗洁净本机内壁；一般上午开机后清洗3-5次，直至流出的水清亮为止。4、用蒸汽空消发酵罐设施及相关管道系统；5、拧开投料口盖镙栓，启动饮用水泵电源按钮，按工艺要求加入饮用水和投入生产用原、辅物料，拧紧投料口盖镙栓；6、关循环水进水阀，开排水阀，将夹层储水排干净；7、检查机器各部份紧固件是否松动和齐全。乳胶塞子要及时更换新的，避免染菌造成不必要的麻烦！！补充：空消在投料前，气路、料路、种子罐、发酵罐、碱罐、消泡罐必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。1. 空气管路的空消(1) 空气管路上有三级预过滤器，冷干机和除菌过滤器。预过滤器和冷干机不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将通向预过滤器的阀门关闭，使蒸汽通过减压阀、蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。(2) 除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，蒸汽减压阀必须调整在0.13Mpa，不得超过0.15MPa。(3) 空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。(4) 空消时间应持续40分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢。(5) 经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关闭。2. 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消(1) 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐是将蒸汽直
本人实验室有一个国产10L的小型发酵罐，除了给学生上课的时候看看，其他时候都是放着闲置的，个人感觉很浪费，可以搞点什么小型的生产嘛，有需求合作的吗？
-i 是发酵罐质量的问题？ MsQD:2G ) 还是在使用发酵罐的时候就是不能用任何含有Cl的物质？ FD6'@3`x 还是发酵罐对Cl有一定的耐收范围，我们用的浓度过高？？ F-jjb(t XQtgQF/rv 还有一个问题，那以后我们是不是不能用HCl调pH，可是为什么很多文献中都是用HCl调pH呢？ 描述:手机拍摄的，大概能看清图片:20060313(005).jpg http://www.fajiaoren.com/bbs/attachment/Fid_12/12_4314_8a5598e0b63575a.jpg 描述:另外一张图片:20060313.jpg http://www.fajiaoren.com/bbs/attachment/Fid_12/12_4314_cd1dd4cd8b54141.jpg
请问国产的发酵罐哪种比较好？做细胞用的20L
国产发酵罐哪家的好？如东方、保兴、华东理工大等。
[em04] 各位仁兄,有发酵罐发展史方面的资料的吗?对各种发酵罐的说明书,我到市有了
我是做5L的发酵罐的补料发酵，之前用葡萄糖发酵都是直接把葡萄糖配成溶液，灭菌，补料直接从补料口倒进去就行。现在碳源改成玉米芯，原本想加水灭菌，也直接倒进去。结果，倒的快就容易从补料口倒出来，倒的慢就会在瓶底剩下很多。有没有什么好办法可以把固体补料进发酵罐。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/12/202312251934574279_1841_3873583_3.png[/img]
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我以前只知道贝朗的发酵罐还不错，但是最近联系了一下贝朗公司，人家说他们已经没有生产发酵罐了，但是客户急需我们推荐一款，请各位大侠帮帮忙，指点一下小妹还有哪些国外厂家的发酵罐是很不错的，谢谢罗。
哪有tomy的22L\53L发酵罐
有谁知道食用菌发酵罐哪里购买较好
我现在做蛋白表达，要用酵母。请问各位那里的发酵罐比较好。给点建议。谢谢大家先！
[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=30907]发酵罐操作规程[/url]
请教发酵罐再那些行业应用，有那些品牌在国内应用较多，30万左右能买到什么样的发酵罐
传统的酿造工业和近代发酵工业多为劳动密集型产业，自动化程度较低。近些年来随着连续发酵技术、现代生物分离技术、生物反应器技术、生物传感器技术等现代生物工程技术快速发展．基因工程生物新产品不断出现，加快了发酵工业向技术密集型转变的进程。而影响这一进程的关键因素之一就是发酵过程最优化控制技术，特别是发酵过程连续在线监测控制技术。发酵过程是一个非性线、多变量和随机性的动态过程，发酵体系是一个复杂的被控对象。温度、溶氧、pH、培养基成分、细胞形态、细胞浓度、产物组成及含量等均是发酵过程的重要控制参数。以往测定这些参数采用离线分析，不能及时反映发酵过程的状态，无法实现自动控制和连续跟踪。因此，工业发酵过程中最优化控制技术主要是在线测控系统。在线测控系统可连续、迅速、准确实现取样、检测、信号处理、反馈控制等过程，实现工业发酵过程最优化的自动控制。随着计算机及控制技术的突飞猛进，生物传感器技术的发展，发酵动力学模型研究的完善，发酵过程控制系统愈来愈多，应用范围亦越来越广。但是，工业上实现发酵过程最优化自动控制的实例却不多，仍以人工控制和半自动控制为主。1 工业发酵过程最优化控制的现状与难点总的来看，目前发酵工厂发酵过程的计算机应用和自动化控制程度不高，落后于其他领域。现代化的发酵工厂已初步实现对部分因素如温度、溶氧、pH、搅拌转速、流速等的在线检测，也可对其变化进行单因素控制，但仍与发酵最优化的自动控制目标相去甚远，即难以成功建立对培养系统进行系统的反馈性控制。其发展滞后的主要原因如下：1．1 微生物生长代谢的特殊性 这是由于发酵过程的微生物学属性，使得其不同于一般的化学反应系统，其特殊性表现在：1)微生物细胞的生长繁殖、产物的代谢既随外界条件的变化而变化，亦随遗传基因的变异而变化；2)微生物细胞是有生命的，必然要经历幼龄、壮龄、衰老和死亡等过程，发酵过程微生物之间是不同步的，微生物个体之间是有差异的；3)相当一部分发酵过程的生物化学反应途径尚不清楚，难以对反应变化进行精确的计算。因此，目前的发酵动力学模型多为经验或半经验模型，或为简化的模型；4)人类对生命科学的认知程度很低，即使对最简单的生物一微生物的认知程度也不充分，对发酵机理的认识还远远不够，对许多发酵产物形成的代谢调控机制还没有完全研究清楚，难以确立最佳的控制条件和手段；5)细胞的生长和目的代谢产物的形成最优控制条件往往是不一致的。1．2 发酵生产过程控制的复杂性 影响发酵生产过程的因素较多，远比一般化工生产过程复杂，对生产过程控制的难度较大，具体体现在以下几个方面：1)发酵过程是生化反应与化学物质跨膜(细胞膜)传输过程的叠加，属于气、液、固三相反应系统；2)由于菌体(尤其是菌丝体)的数量变化和各种代谢产物的不断积累，发酵过程发酵液粘度变化复杂，多呈非牛顿型流体性质，给传质、传热的控制带来困难；3)影响生化反应的因素除物理因素和化学因素外，还有生物因素，如细胞之间的影响、杂菌的干扰等；且这些因素又互相关联，给反应过程控制带来困难。无菌操作对生产设备和工艺都有特殊的要求；4)发酵原料多属生物材料，一般使用天然或半天然培养基，培养基成分复杂。因此，实际生产中只能对主要成分进行检控；5)生物反应器不同于一般的化学反应器，要人工提供微生物生长代谢的最佳物理、化学和生态的环境。要在生物反应器内保持菌种的最佳状态，减少各种营养物、代谢物对细胞生长和代谢的阻遏效应等均较困难；6)供在线检测用的传感器的种类和质量还远不能满足发酵最优化控制的要求。2 工业发酵过程最优化控制对策目前的最优化控制条件大多建立在经验的基础上，要取得发酵过程最优控制的突破，首先需要具体发酵产品的微生物生长代谢，发酵调控原理认识的突破，并在此基础上运用科学的方法建立发酵过程数学模型，为计算机的应用提供条件。其次，建立和完善硬件技术，即发酵过程各种参数在线检测控制的设备技术。2．1 发展完善发酵过程在线测控技术 发酵过程在线测控装置一般包括三个部分：分析检测装置(传感器)、将检测装置与发酵介质相结合的取样过滤装置、实现控制理论的反馈和控制装置，即信号传输装置和计算机。目前正在应用和研究的在线测控装置有以下几种。2．1．1传感器系统 一种直插式传感器，为直接安装在反应器内实现在线监控的传感器。已用于发酵生产中的主要是罐内物化参数的测定，如温度、溶氧、pH、转速、罐压、粘度、浊度及流量等。此类传感器的性能较稳定，应用也较为普遍，在氨基酸发酵、啤酒发酵等生产中均有应用，实现了部分参数的在线监控。其主要特点是能够承受高温高压环境，常用的有热电偶传感器、转速传感器、测力传感器、玻璃传感器、光学传感器及溶氧传感器等。另外，微生物传感器可用于测量发酵工业中的原材料（如糖蜜、乙酸等）和代谢产物（如谷氨酸、乳酸等）测量装置基本上都是由适合的微生物电极与氧电极组成原理是利用微生物的同化作用耗氧通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量从而达到测量底物浓度的目的。在测定微生物细胞数量时，在阳极Pt表面上菌体可以直接被氧化并产生电流，这种电化学系统可以应用于细胞数目的测定。测定结果与常规的细胞计数法测定的数值相近，利用这种电化学微生物细胞数传感器可以实现菌体浓度连续、在线测定。2．1．2 流动注射检测系统(FIA) 有些传感器不能承受高温高压环境或不适合微生物发酵环境，因此不能作为直插式传感器直接在发酵罐内使用，如生物传感器。流动注射检测系统(FIA)可较好地解决这一问题，FIA 系统由取样装置、样品预处理装置、泵、注射选择阀、传感器、信号转移和数据处理计算机等组成。生物传感器安装于反应器外，样品被处理后送至反应器外与生物传感器接触反应产生信号，实现发酵过程的在线测控。常用于FIA系统的生物传感器有电流式电极、pH 电极、Bio—FEF电极、光学生物传感器、光纤生物传感器以及化学发光传感器等。2．1．3 映象在线控制系统 随着光学技术的不断发展，直接将光学显微镜安装在反应器内，在线监测发酵过程中细胞的形态和生理状态，并可以对细胞数量、大小、种类进行计算统计，荧光显微镜还可以监测细胞代谢过程。将映象在线控制系统与流动注射检测系统结合，可成为更有效的监测系统。一个典型例子是用于在线监测细胞培养状态的FI—FCM系统。该系统样品首先从生物反应器传人多位置的真空管并同时排空，数十种不同的样品和反应剂被筛选，通过连接着十条真空管的精密注射泵导人系统，连接着双向真空管的微室用于稀释样品或将样品与不同的反应剂混合。然后将处理后的样品通过自由脉冲方式注人流动细胞测定仪，流动细胞测定仪可测定培养过程中细胞大小和数量、通过观察荧光变化检测绿色荧光蛋白形成的动力学过程等，流动细胞测定仪的数据处理由主机完成，连接有系统控制板和数据控制板的计算机对系统进行控制。
最近在学习发酵罐，这仪器的主要性能指标看什么呢？拜托各位大神！！！
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