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固體發酵罐的十個優點以其更好的適用於各種抗性的菌種

作者:發酵罐 時間:2018-02-19 19:11
固體發酵罐適用於各種抗性的菌種好氧和厭氧固體發酵工藝aaaaa。其特殊性能關鍵是通過採用立式罐體結構及其攪拌裝置、罐內頸部設置破碎復混裝置、外部設置夾套水浴恆溫、真空、蒸汽供給、空氣處理、電氣控制等裝置來實現的aaaa,可有效解決長期困擾固 信息摘要:
固體 發酵罐 的十個優點以其更好的適用於各種抗性的菌種好氧和厭氧固體發酵工藝 固體發酵罐適用於各種抗性的菌種好氧和厭氧固體發酵工藝aaa。其特殊性能關鍵是通過採用立式罐體結構及其攪拌裝置、罐內頸部設置破碎復混裝置

固體發酵罐的十個優點以其更好的適用於各種抗性的菌種

發酵罐溫控系統之PID控制器講解

常規的PID調節方法aaaa,即比例、積分、微分控制規律aaaaa。是在工業生產中應用最廣泛、研究得最成熟的一種簡單的自適應控制方式aaa,即使在歐、美、日等工業發達的國家aaa,採用現代的高級控制算法的迴路數也僅佔很小的比例aaaaa,90%以上的控制迴路基本上還是採用PID控制算法aaaa。

發酵罐溫控系統採用PID控制算法的三個原因:

1. 錐形發酵罐溫度控制系統的PID控制不要求嚴格掌握被控對象的數學模型aaaaa,而現代的控制算法是以精確的數學模型爲基礎的aaaaa。

2. 發酵罐溫度控制系統的PID控制算法結構簡單、穩定性好、物理概念清晰等aaaa,容易被現場工程師所接受aaa。

3. 在近半個世紀的PID算法發展過程中aaaa,廣大工程技術人員已經積累了豐富的經驗aaa,摸索出了一系列整定PID參數的方法aaa。

對於發酵罐溫度控制系統的PID控制儘管取得了一系列的研究成果和應用經驗aaa,但人們對發酵罐溫度控制系統的PID的認識和改進還遠沒有完成aaaaa。到目前爲止對PID的機理、適用範圍、魯棒性等問題還沒有徹底的全面的分析研究aaaa。事實上aaaaa,PID並非萬能的控制器aaaaa,在存在多變量禍合、時變、大時滯、強幹擾等複雜動態特性的系統中aaa,PID很難獲得理想的控制效果aaaaa,甚至產生不穩定aaaa。因此aaa,有必要對發酵罐溫度控制系統的PID的控制機理進行全面的分析aaaaa,並對在上述場合中的應用提出改進的辦法aaaa。

發酵罐溫度控制系統的PID控制中的一個關鍵問題是PID參數整定aaaa,傳統的整定方法是在獲得被控對象數學模型的基礎上按照某種整定原則來進行PID參數值的整定aaa。而實際的工業生產過程往往具有非線性aaaaa,時變不確定性aaaaa,難以建立精確的數學模型aaaaa,應常規的PID控制不能達到理想的控制效果aaaa。另外aaaa,在實際生產現場中aaa,PID參數整定與自整定的方法很多aaa,但往往難以實施或不太理想aaaa,常規PID控制器參數常常整定不良aaaa,性能欠佳aaaaa,對運行工況的適應性差aaaaa。因此aaaaa,在發酵罐溫度控制系統的PID參數的整定及自整定方面還有待進一步深入研究aaa。

從結構上看發酵罐溫度控制系統的PID控制器最簡單aaa,但並非最優aaa,在克服較大擾動影響aaaa,提高系統動態品質等方面aaa,光靠調整參數難以獲得滿意的控制效果aaaa。因此aaaaa,還有必要在全面分析的基礎上aaaa,對PID控制器進行結構上的改進aaaa。

PLC閉環控制系統中PID控制器的實現

本系統採用德國SIMENS公司的S7-300PLC爲控制核心aaa,可實現溫度的採集與自動調節aaa。本系統要求實現12路溫度控制aaa,每一回路均爲設定固定值控制aaaaa。根據實際要求選用相應的功能模塊aaaa。其中CPU模塊選用CPU-314IFMaaaa,其帶有一個MPI接口aaa,集成有20個數字輸入端、16個數字輸出端、4個模擬輸入端、1個模擬輸出端aaaa,內部集成PID控制功能塊aaaa,可以方便的實現PID控制aaaaa。

PID控制器是比例—積分—微分控制(Proportional-Integral-Derivative)的簡稱aaaa,之所以得到廣泛應用是因爲它具有以下優點:

(1)不需要精確的控制系統數學模型aaaa。由於非線性和時變性aaaa,很多工業控制對象難以得到其準確的數學模型aaaa,因此不能使用控制理論中的設計方法aaa。對於這一類系統aaaaa,使用PID控制可以得到比較滿意的效果aaaa。

(2)有較強的靈活性和適應性aaaa。積分控制可以消除系統的靜差aaa,微分控制可以改善系統得動態響應速度aaa,比例、積分和微分控制三者有效的結合就可以滿足不同的控制要求aaaa。根據被控對象的具體情況aaaaa,還可以採用各種PID控制的改進的控制方式aaa,如PI、PD、帶死區的PID、積分分離PID、變速積分PID等aaa。

(3)PID控制器的結構模型aaaaa,程序設計簡單aaaaa,工程上易於實現aaaaa,參數調整方便aaa。

3.3 PLC實現PID控制的方式

用PLC對模擬量進行PID控制時aaaaa,可以採用以下幾種方法:

(1)使用PID過程控制模塊aaa。這種模塊的PID控制程序是PLC生產廠家設計的aaaa,並存放在模塊中aaa,用戶在使用時只需設置一些參數aaaa,使用起來非常方便aaaaa,一塊模塊可以控制幾路甚至幾十路閉環迴路aaaaa。但是這種模塊的價格較高aaa,一般在大型控制系統中使用aaa。

(2)使用PID功能指令aaaa。現在很多的PLC都有供PID控制用的功能指令aaaaa,如S7-200的PID指令aaaaa。他們實際上是用於PID控制的子程序aaa,與模擬量輸入/輸出模塊一起使用aaaaa,可以得到類似於使用PID過程控制模塊的效果aaaaa,但是價格便宜aaa。

(3)用自編的程序實現PID閉環控制aaaa。有的PLC沒有PID過程控制模塊和PID控制用的功能指令aaa,有的雖然可以使用PID 控制指令aaa,但是希望採用某種改進的PID控制算法aaa。在上述情況下aaa,都需要用戶自己編制PID控制程序aaa。

3.4 PID控制參數的調整

1. 採樣週期TS的確定

根據採樣定理可知aaaaa,採樣頻率應該大於或等於被採樣信號所含最高頻率的兩倍aaaa,才能還原出原信號aaa,即fs≥2fmaxaaa,式中fs爲採樣頻率aaaa, fmax爲被採樣信號中最高頻率aaaa。

2. 參數Kp、Ki、Kd的確定

PID控制迴路的參數整定是模擬量閉環控制中的一個難點aaaa,如果初始參數選擇不當aaaa,可能會出現很大的超調量aaaa,甚至使系統不穩定aaaaa。西門子公司的新一代小型S7-200PLC具有PID參數自整定功能aaaaa,V4.0版的編程軟件STEP7-Micro/WIN增加了PID整定控制面板aaa。這兩項功能相結合aaaa,使用戶能輕鬆地實現PID 的參數自整定aaa。自整定能提供一組近似最優的整定參數aaa。S7-200的V4.0 版編程軟件STEP7-Micro/WIN中的PID整定控制面板用圖形方式監視PID迴路aaaa。該面板還可用來起動或取消自整定過程aaaaa,設置自整定的參數aaa,並將推薦的整定值或用戶設置的整定值應用到實際控制中aaa。

固體發酵罐的十個優點以其更好的適用於各種抗性的菌種

固體發酵罐的十個優點以其更好的適用於各種抗性的菌種好氧和厭氧固體發酵工藝

乾白發酵罐

固體發酵罐適用於各種抗性的菌種好氧和厭氧固體發酵工藝aaa。其特殊性能關鍵是通過採用立式罐體結構及其攪拌裝置、罐內頸部設置破碎復混裝置、外部設置夾套水浴恆溫、真空、蒸汽供給、空氣處理、電氣控制等裝置來實現的aaaaa,可有效解決長期困擾固體發酵工藝的某些難題aaaa。具體優點如下:

1、傳統發酵罐作業往往是設備簡陋、工藝粗放aaa,很難做到精準控制aaa,而該設備則可以像液體發酵罐一樣實現固體發酵作業全過程無菌精確控制aaaaa。

2、固體物料在罐體內部先抽真空而後通入蒸汽進行滅菌aaaaa,無論物料含水分多少aaa,均可真正達到溼熱滅菌效果aaa,此方法穿透力強aaa,滅菌徹底aaa,快速經濟aaa。

3、設置真空系統裝置可使設備具有快速降溫的優良特性aaa,降溫時aaaaa,常溫無菌空氣可由罐底分配器均勻進入aaaa,強制性的充分與物料接觸並帶走其內部高溫熱量aaaaa,然後由罐頂部快速抽走並排出罐外aaaaa,冷卻速度非常快aaaa,由125℃降低到60℃只需要25分鐘左右即可aaaa。

4、物料滅菌後降溫、接種、發酵、加溼、控溫等工序過程仍然在罐體內部的密閉無菌狀態進行aaaa,操作嚴謹aaa,其染菌率可降至爲與液體發酵罐相當aaa。

5、物料內部溫度常因發酵過程放熱而升高aaaa,超過特定工藝溫度後往往造成燒料現象而無法達到既定發酵半成品質量指標aaaaa。而該設備可全過程自動控制發酵罐內上封頭、下封頭、夾套內的溫度(即罐內環境溫度)aaaa,並可檢測和控制發酵半成品物料的內部溫度aaaaa,可較爲理想的解決上述問題aaaaa。

6、真菌、黴菌類生物製劑產品釀酒發酵罐內部需增設二層或多層 環形供氣管道aaaaa,可充分改善發酵效果aaa。

7、由於特定的立式罐體結構及其攪拌、破碎復混裝置aaaaa,使得該設備實現了攪拌均勻無死角aaaaa,主攪拌螺帶及推料槳分別自動清理罐壁和罐底物料aaaa,很好地解決了物料掛壁的難題aaa。

8、立式罐體結構決定了物料堆積厚度的一致性aaa,其真空吸入法供氧、加溼、控溫方式aaa,穿透效果好aaa,均一性能好aaaaa,從而該發酵罐設備可以較好地解決固體發酵的不均勻性問題aaa。

9、小型釀酒發酵罐(如200L以下)還可以設置相應設施aaa,採用亞低溫(40℃—60℃)無菌乾熱空氣乾燥法aaa,對微生物活體制劑進行乾燥作業aaaaa,乾燥過程可完全實現無污染、無傷害aaaa,以保證產品質量aaaaa。

10、發酵罐據說可以有效提高生產效率及產品質量aaaa。該設備植入相關操作程序即可進行任何頻次的正壓或負壓脈動固體發酵作業aaa。

該發酵罐多用於生物飼料、生物農藥、生物肥料等行業的固體發酵工程aaa。該設備規格主要有:30L、50L 、100L、200L、500L、1000L、2000L、3000L、4000L、5000L 等aaaaa,如果固體發酵培養基物料(亦稱載體)堆積密度小於0.3g/ml,時aaaa,其最大公稱容積還可以加大到6000Laaaaa。200L以下者多爲大專院校和科研院所搞科研之用aaa,500L、1000L多用於中試生產aaaa,2000L以上者可用於規模化生產aaa。

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