一、模糊-PID控制在柠檬酸发酵过程中的应用（论文文献综述）
郭林樵,张雷[1]（2021）在《模糊PID解耦控制在蒸发器上的应用仿真》文中研究指明以柠檬酸三效蒸发系统为背景,在Aspen Plus中搭建出相关工艺流程图,通过模拟计算得到符合要求的参数。针对柠檬酸蒸发过程中存在的出料浓度与蒸发器液位相互耦合的情况,提出了基于模糊PID解耦控制的策略,以加热蒸汽流量和出料流量作为控制变量建立数学模型,在Simulink中搭建好相关模型并与串级PID控制进行仿真对比,结果表明:模糊PID解耦控制不仅能保证出料浓度和蒸发器液位的稳定,同时消除了彼此之间的耦合,在保障安全指标的前提下,提高了产品的质量。
郭林樵,张雷[2]（2020）在《柠檬酸蒸发控制仿真研究》文中研究说明以柠檬酸料液三效并流蒸发过程为研究对象,应用Asepn Plus进行模拟计算,所得各项参数符合工业生产要求。为使蒸发器温度保持稳定,以加热蒸汽流量为控制变量,在Matlab中建立遗传算法优化的模糊PID控制,通过对比传统PID与模糊控制,遗传算法优化的模糊PID控制方案超调量更小,恢复时间更短,是实现蒸发温度控制的一种有效方法。
侯周超[3]（2019）在《家用酵素机的研发与桑葚酵素发酵工艺的研究》文中进行了进一步梳理我国酵素产业起步较晚,酵素相关产品市场潜力有待开发。市场调查显示现有家用酿造设备普遍存在缺乏安全性,功能较为单一,易染菌且成品质量难以控制等问题,本文针对上述问题研制一款家用酵素机。并对家用酵素机的实用性以及发酵工艺参数进行了验证,本论文主要内容如下:（1）以生物工程设备原理为依据对家用酵素机的功能系统和结构组成进行设计:构建了安全系统、加热系统、冷却系统和控制系统;总体构造由封盖,发酵罐体,支撑底座三部分组成;采用标准下端椭圆形封头,以20L发酵体积为设计目标,确定了酵素机的机械设计尺寸,通过加工厂生产样机。（2）通过驯化方案得到三种适用于酵素发酵菌株,其菌株活力大小排序为:植物乳杆菌（XN-Z）>嗜酸乳杆菌（XN-S）>德式乳杆菌（XN-D）,并进行混料实验设计确定了46%:32.3%:21.7%的最适添加比例,感官品评81,活菌数6.63×108cfu/mL。（3）通过单因素实验,得到了酵素发酵条件的最适范围:发酵温度在31-35℃,菌株添加量为4-6%,发酵总时长100-130h。以pH值和自由基清除率为指标进行正交试验,最终确定发酵时间115h,发酵温度33℃,菌株添加量5%的发酵方案,其pH值3.22,口感适宜,自由基清除率达到83%。（4）将研究得到的发酵工艺参数应用于家用酵素机实际生产中,比较家用酵素成品与市售酵素机发酵产品和市售成品的游离氨基酸、DPPH自由基清除能力、花青素含量等指标。通过日立L-8900氨基酸分析仪测定游离氨基酸总含量发现家用酵素机发酵产品>市售酵素机发酵产品>市售成品,家用酵素机发酵产品共检测出游离氨基酸16种,总量为1244.5mg/L,明显高于其他产品2-4倍。（5）通过紫外分光光度计以维生素C作为参照,测得不同稀释倍数下酵素的DPPH自由基清除能力,其家用酵素机产品的IC50=8.94相当于22.5mg/L的维生素C,自由基清除率最强;通过高效液相色谱仪进行原花青素的测定,测定结果为家用酵素机产品>市售桑葚酵素>市面酵素机产品,家用酵素机产品原花青素含量为6.12mg/mL;家用酵素机产品其他指标pH值为3.09。通过对比发现家用酵素机具有良好的实用性以及发酵工艺参数科学、发酵产品质量较优。
李赛飞[4]（2019）在《咸蛋快速腌制系统的设计与试验》文中进行了进一步梳理咸蛋具有营养丰富、风味独特和便于贮藏等优点,是我国的传统蛋制品。目前几乎没有高效的咸蛋腌制设备,工厂中多采用传统缸或桶腌制咸蛋,成熟周期长,一般需要20天以上,且劳动强度大、破损率高、质量难以控制。为改善咸蛋的腌制质量,缩短咸蛋的腌制周期,降低工人劳动强度和提高生产效率,本文在充分吸收咸蛋腌制理论的基础上,改进前期咸蛋腌制装置中存在的不足,设计了咸蛋快速腌制中试系统,该系统由腌制装置、管道系统、加热系统和PLC控制系统组成。结构设计部分主要包括腌制装置、管道系统和加热系统。利用ProE对咸蛋快速腌制中试系统进行三维建模,其中腌制装置的主体部分包括腌制房与配液池;管道系统主要由不锈钢管道、水泵与电磁阀组成;加热系统主要包括不锈钢热交换器、电动调节阀、蒸汽管道与锅炉。根据三维建模确定了腌制装置的尺寸、管道的连接方式和加热系统的安装方式。控制系统整体设计部分,结合咸蛋腌制的工艺要求,确定控制方案,完成了控制器和电控元件的选型。基于STEP 7 Micro/WIN软件编写了信号采集、手动控制和自动控制程序;利用WinCC flexible SMART V3软件组态了触摸屏操作界面;采用WinCC 7.3设计了上位机的人机交互界面,各部分有机结合实现了咸蛋腌制工作的远程控制和自动化。温度控制策略设计部分,针对温度控制非线性、滞后性大的问题,通过分析传统PID控制方式与模糊控制方式的特点,制定了模糊PID控制方案。利用MATLAB/SIMULINK软件对传统PID控制和模糊PID控制方案进行建模与仿真分析,基于STEP 7 Micro/WIN设计了模糊PID控制程序,并进行温度控制试验,最终确定模糊PID控制方式作为腌制系统的温度控制策略。为了验证咸蛋快速腌制中试系统的实用性和可靠性,系统调试完成后,进行咸蛋腌制试验。对比试验显示,利用咸蛋快速腌制中试系统腌制的咸蛋咸度适中,煮熟后蛋黄出油明显,咸蛋破损率低,并将腌制周期缩短至8天,腌制周期缩短了76.5%,食盐用量降低了26.9%。
薛超[5]（2018）在《CMP设备抛光头压力自动加载系统设计与研究》文中研究表明随着平板显示器向薄型化、弯曲化方向发展,柔性显示逐渐成为显示器行业发展的趋势。超薄不锈钢基板是下一代柔性显示器基板的理想材料,化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）以其高质量、低损伤的良好表面加工效果在显示器基板表面平整化中得到了广泛应用。旋转摆动重力式抛光机具有结构简单、精度高等特点,通过重力加压的方式可以使抛光压力稳定均匀的施加在工件表面,并能够获得复杂的抛光轨迹。但是采用重力加压的方式无法实现抛光过程中压力的自动加载与连续加载,影响了工件加工效率及加工质量。随着气动技术的发展,气动技术以其结构简单、工作可靠、无污染等优点在工业控制领域得到了广泛的应用。然而,气体的可压缩性、非线性和系统参数容易受到环境影响等特点,增加了气动力控系统的难度,难以获得满意的性能。针对以上问题,在旋转摆动重力式抛光机的基础上,应用气动比例控制技术,设计了基于嵌入式ARM微处理器和Linux操作系统的抛光压力自动加载系统,该系统实现了抛光过程抛光压力的自动化控制与CMP控制参数的数字化显示。系统以ARM控制器为控制核心,在PC端开发了测控界面,实现了抛光过程中抛光参数的显示和在线控制。其次,本文还建立了抛光压力自动加载系统的数学模型,设计了模糊PID控制器。最后,在现有ZPY200重力式旋转摆动研磨抛光机基础上搭建压力加载系统实验平台,对自动加载系统各个功能模块进行了调试,设计了抛光压力加载闭环实验及超薄不锈钢基板抛光实验,检测了抛光后的不锈钢表面质量,验证了加载系统的有效性能。本文的主要研究方法及结论如下:（1）通过分析超薄不锈钢基板CMP过程CMP设备压力控制要求,基于气动比例力控系统,设计了CMP设备抛光头压力自动加载系统。主要设计了自动加载系统气动控制回路及系统控制器。针对气动控制回路,对电气比例阀、双作用气缸及气源等部件机型分析与选型。针对自动加载系统控制器,对控制器微处理器、压力传感器、超声波传感器、A/D转换器、D/A转换器、串口等进行了分析与选型。（2）对压力自动加载系统进行了数学建模,分析了气缸压力微分方程、比例阀压力-流量方程、气缸活塞力平衡方程,得出了系统传递函数传递函数。分析了压力加载系统响应特性,响应曲线表明系统是稳定的,但是响应较慢。根据气动系统的特点,分析了经典PID控制和现代智能控制理论的优缺点,设计了适用于气动比例力控系统的模糊PID控制器。（3）针对控制器系统功能需求,开发了系统控制器软件。基于ARM-Linux平台,搭建了交叉编译环境,针对ARM端S5PV210微处理对嵌入式BootLoader、Linux操作系统进行了裁剪和移植,在此基础上完成了测控软件各部分功能的设计、开发和调试,主要有:温度测量,超声波距离检测,D/A转换、A/D转换,模糊PID算法,滤波算法等功能模块,并设计了压力控制整体程序流程。为了便于监测,基于Qt平台开发了上位机测控界面,实现了控制过程的在线调试与监控。（4）在现有的重力式抛光机的基础上搭建了自动加载系统实验平台,对控制器软硬件进行了在线调试,主要有:串口通信、A/D模块、D/A模块。通过压力加载闭环实验得出压力响应曲线,系统压力加载偏差在10N以内,满足CMP抛光机控制需求;同时针对0.1mm 304不锈钢基板设计了抛光实验,对抛光后的不锈钢基板表面形貌及表面粗糙度进行了检测,检测结果表明抛光后不锈钢基板表面形貌得到有效改善,表面粗糙度Ra<5nm,符合CMP抛光机设计要求,验证了压力自动加载系统的有效性。
路飞[6]（2016）在《基于细胞生理、氧传递特性的工业葡萄糖酸钠发酵过程全局优化及膜过滤连续发酵新工艺开发》文中研究指明作为一种多功能的多羟基盐,葡萄糖酸钠（sodium gluconate;SG）被广泛应用于食品、药品、清洁剂、建筑等行业中。本文以黑曲霉（A.nigger）深层发酵生产SG为研究对象,根据A.niger 自身生理代谢以及合成SG的细胞外酶反应的特点,首先围绕氧代谢采用高通量筛选技术获得同时具有高氧亲和力和高产葡萄糖酸钠能力的菌株,并且利用计算流体动力学（CFD（computational fluid dynamics））模拟技术研究生物反应器内流场氧传递分布信息,而后通过多尺度参数相关分析以及代谢流定量分析等技术进行交叉研究,对原SG工业分批发酵生产工艺进行了系统优化并深入剖析了氧传递对SG生产过程中的重要影响。在此基础上,利用在线敏感参数（OUR（oxygen uptake rate）,CER（carbon dioxide evolution rate）,DO（dissolved oxygen）,and RQ（respiratory quotient））相关性变化规律,实现了利用在线生理参数实时反馈调节补料速率的细胞循环式连续发酵（cell-recycle continuous fermentation;CRCF）生产SG新工艺,并且成功放大至工业规模生产中。具体研究内容如下:（1）本研究从原始A.niger FY149出发,采用常压室温等离子体诱变（atmospheric and room temperature plasma;ARTP）方法形成突变库,建立了以含有无水Na2SO3的平板为高氧亲和力选择压力模型、溴甲酚绿pH指示剂为检测方法的SG高产黑曲霉菌株的高通量筛选方法。在含有CaCO3和Na2SO3的平板上培养进行初筛,选择透明圈直径与菌落直径比较大菌株进行含有溴甲酚绿的孔板培养,实现了高通量筛选同时具有高氧亲和力和高产葡萄糖酸钠菌株的高效筛选模型,并且成功筛选获得了高产菌株A.niger Ⅳ-7-C6。该菌株与原始菌相比,产SG速率提高了 19.5%,转化率提高了 5.8%。研究结果表明,其对氧气亲和力的提高可能是其较原始菌株高产的原因。之后,建立了该高产菌株的菌体生长、底物消耗以及产物合成的动力学模型,揭示了其自身生理代谢与产物合成的关系。其次,还考察了初始糖浓度造成的不同初始渗透压对菌体生长以及产物合成的影响,确定了种子培养的初始糖浓度为250.0 g L-1,该糖浓度既对菌体生长影响较小,且能够胁迫菌体合成较多的葡萄糖氧化酶（Glucose oxidase;GOD）用于SG的合成。（2）通过黑曲霉自身生理代谢以及合成SG的细胞外酶反应特性,建立了利用在线生理参数（OUR、CER以及RQ）实时计算公式（式1和式2）与监控发酵过程关键参数的方法,成功实现了在线定量监控产酸转化率以及产率的目标。简而言之,在线参数与SG发酵过程关键参数（产酸速率rp以及得率Yp）的关系可以概括为如下三个原则:发酵过程中CER可以用来表示菌体的生长以及活力,因为葡萄糖酸钠合成的酶反应不释放二氧化碳;更高的OUR意味着更快的葡萄糖酸钠的生产速率;更低的RQ值意味着更高的得率。式中rp（gL-1 h-1）与Yp（mol mol-1）分别为SG发酵过程中实时产酸速率以及得率。在此基础上,将工业生产SG工艺（160m3发酵罐）scale-down至50-L发酵罐中,通过在线相关参数分析方法,找出了影响工业发酵的限制性因素:培养基营养过剩以及供氧不足。针对这些发现的问题,对原发酵工艺培养基进行了优化并开发了阶段性提高搅拌转速的供氧新策略。优化后的分批发酵过程发酵周期由34.0 h下降至约19.0 h,总得率为0.943±0.012 mol mol-1,较初始发酵提高了约16.0%。培养基的改进缩短了分批发酵的延滞期,并且降低了发酵液中菌体浓度（由5.0 gL-1降至1.5 g L-1）。搅拌方式的改变分别从气液传质方面改善了过程的氧气传递速率（oxygen transfer rate;OTR）,有利于发酵过程中SG的合成。根据发酵实验结果发现,OTR一直对发酵过程处于限制状态,任何提高发酵过程OTR的方法都有利于SG发酵过程。通过定量计算优化前后发酵工艺的菌体代谢流,发现原发酵过程中糖酵解途径（EMP途径）以及三羧酸循环（TCA循环）的代谢通量明显较高,可能是因为原发酵过程需要有更多的葡萄糖用于细胞生长与维持。除此之外,优化后发酵工艺中,副产物柠檬酸的代谢通量则有显着下降。菌体自身代谢与维持消耗的碳源降低以及发酵液中副产物（柠檬酸）的明显减少是优化后发酵过程取得SG高得率的主要原因。（3）考虑到高菌浓时,分散丝状菌形会较大地提高发酵液粘度,从而对气液传氧不利。因此,目前葡萄糖酸钠发酵过程中大部分还是使用呈菌球团状黑曲霉进行发酵。但是,菌球状菌形虽然能够降低发酵液粘度,但是会导致菌球内部氧气以及营养元素扩散的障碍,从而导致菌球中心位置菌丝的低效发酵甚至是裂解。对原发酵工艺的营养盐进行调整后,使得发酵过程的菌浓大幅度降低。因此,本研究考察了在低菌浓发酵时,采取分散状菌形对SG发酵的影响。结果发现,在低菌浓条件下,菌形的改变对发酵液粘度影响较小,却使得发酵过程的体积氧传递系数（kLa）提高了约13.0%,表明分散菌形能够很大程度地提高发酵液中氧气与菌丝体的接触面积,从而提高了整个发酵过程的OTR水平。使用分散菌形进行发酵,分批发酵周期由19.0h进一步缩短至15.0h左右,得率也有进一步的提高。（4）在SG分批发酵过程优化的基础上,本研究组首次尝试了利用膜装置截留菌丝体回流至发酵罐中进行连续发酵的新工艺并利用陶瓷膜装置建立了细胞循环式膜反应器（cell-recycle membrane fermentor;CRMF）系统。在 CRMF 系统建立后,首先进行了固定补料速率的细胞循环式连续发酵过程。结果发现该过程中OTR水平较分批发酵存在多样性变化:通过CFD模拟技术比较了普通反应器以及膜反应器的流场,确定了膜装置额外的功率输入使得膜反应器OTR水平较普通反应器高;而在连续发酵添加消泡剂的过程中,反应器的OTR水平快速下降。OTR升高时应提高补料速率以使发酵产率最大化,而在OTR下降时,需降低补料速率以防止出料中底物葡萄糖浓度的升高从而导致碳源的浪费和得率的降低。因此,为了实现在当前OTR水平下最高的产率以及最低的残糖浓度,开发了使用在线生理参数OUR以及DO相关性变化趋势反馈调节补料速率的SG连续发酵新工艺并成功地实现了全自动化连续发酵过程。使用该自动化工艺,能够使得连续发酵周期达240.0 h以上,SG产率较分批发酵过程提高近三倍,得率较分批发酵过程进一步提高5.4%,为0.984 mol mol-1左右,已经十分接近理论转化率（1.0 mol mol-1）。由于膜装置额外功率输入以及菌形进一步分散使得CRCF过程中OTR水平较分批发酵更高,从而使得CRCF过程中OUR水平高,TCA循环中产生的柠檬酸较少。此外,由于细胞循环使用,所以用于菌体生长以及维持的碳源较分批发酵更少。这些因素是CRCF获得高得率的原因。最后,利用商品化GOD酶液进行了酶法生产SG的实验。利用已获得的在线定量描述产酸速率和得率的方程对酶法生产SG工艺过程进行在线动态监控与优化。成功开发了利用在线生理参数变化特点阶段性补入酶液的酶法生产SG新工艺,使得反应周期较初始一次性加入粗酶液的原工艺缩短5.0 h左右,且酶液用量减少了约19.4%。经过本研究的全局优化以及新工艺开发过程,SG总生产能力较初始分批发酵过程提高3倍以上,得率能够达到0.98 mol mol-1,较初始工艺提高近21.0%。此SG生产速率与得率均为目前所报道的文献中最高。最终使得SG总生产成本降低约50.0%,大幅提高了企业的市场竞争力。
任超杰[7]（2016）在《柠檬酸固态麸曲制备装备在线监控系统的开发》文中研究说明随着工业的不断发展,能源和环境问题日益紧张,固态发酵因其成本低、工业三废排放少、能耗低、得率高等优点被广泛应用。有效的解决了液态发酵能耗大,环境污染严重等问题。柠檬酸是一种极具商业价值的微生物产品,被广泛的应用于食品工业、制药、纺织、日用化工、建筑等行业。传统固态发酵工艺制取柠檬酸麸曲存在劳动量大、麸曲染菌几率高等弊端。为有效改善这一问题,本文采用转鼓式固态发酵设备,将接种管路通入到密封的发酵罐内,在对发酵罐以及培养基进行蒸汽灭菌后,通过接种管路将接种液均匀的喷淋到固态物料表面,从而可以实现在发酵罐内完成物料的灭菌、冷却、接种以及发酵等整个过程,有效的防止发酵过程中的染菌问题,保证菌丝的纯种固态培养。发酵过程采用PLC控制系统对发酵参数进行自动控制,并用组态王软件进行实时测控,确定黑曲霉固态发酵的最适宜参数,为菌丝提供一个适宜的生长环境,利用所得结论指导大型麸曲制备发酵罐的设计及柠檬酸大规模制备。本文分别就柠檬酸麸曲制备过程中工艺流程的确定、控制系统设计、传感器的选择、控制软件的编辑等方面进行了研发。得到了以下结论:采用转鼓式固态发酵罐进行柠檬酸麸曲制备,应用本文所设计的控制软件,能够很好的保持发酵过程中参数的稳定。发酵过程主要参数为温度35±2℃、通气比为1:2、空气相对湿度80%、氧气含量>15%、二氧化碳含量<25%。发酵6天后所得到的柠檬酸麸曲能够很好地满足工业生产柠檬酸的要求。
王有旭[8]（2013）在《补料分批发酵生产柠檬酸的研究》文中提出本文针对补料分批发酵工艺在黑曲霉柠檬酸发酵生产的应用可行性进行了研究。在分析了摇瓶与小型发酵罐两种小型生化反应器之间优缺点的基础上，确定以小型发酵罐为生化反应器进行本文的研究实验。首先通过研究分析黑曲霉柠檬酸的代谢过程及基本特点，确立了黑曲霉柠檬酸补料分批发酵工艺的理论基础。然后通过实验了解了黑曲霉柠檬酸分批发酵过程中的生物量、比生长速率、发酵液含氮量、酸度、溶氧（dissolved oxygen, DO）和总糖浓度变化趋势。进一步分析得出黑曲霉柠檬酸发酵过程中柠檬酸合成与生长偶联关系复杂多变，因此通过调整发酵工艺，不同时期控制好相应的生物量和比生长速率，并结合调控发酵液含氮量、DO值和总糖浓度可以使黑曲霉柠檬酸发酵得到有效的优化。为了进一步探究黑曲霉柠檬酸补料分批发酵过程中的影响因素及影响水平，本文通过实验与生产的实际数据相结合，综合分析了初总糖浓度、补料时间、补料量、补料次数及接种量对黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的影响，并确立了最适的范围，为分析因素的显着性奠定了基础。综合分析种龄、接种量、初总糖浓度、补料时间、补料量、补加培养基加氮量、发酵温度和DO值等因素对黑曲霉柠檬酸补料分批发酵影响的显着性，然后通过最陡爬坡实验确定显着性影响因素的拐点。实验结果表明，在黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的以上影响因素中，具有显着性的因素有初总糖浓度、补料时间、补料量与补加培养基加氮量。并且初始糖浓度、补料时间和补加培养基加氮量这三个因素对发酵指数呈现正效应，补料量对发酵指数呈现负效应。爬坡实验中未出现拐点，表明实验设计尚不完善，仍然需要大量的实验工作。本研究获得了有意义的实验数据、发酵工艺及参数，为企业进一步研究柠檬酸补料分批发酵提供了参考依据。
张敬书[9]（2013）在《青霉素发酵工艺优化研究》文中提出青霉素是β-内酰胺抗生素的关键原料药,其系列下游衍生物是临床首选一线抗感染药物,因而青霉素的生产构成抗生素产业的主干和基础。本论文以提高抗生素生产企业青霉素实际生产的发酵水平和降低生产成本为目标,从种子制备工艺、青霉素发酵基质浓度的调控、120m3发酵罐带放工艺及发酵设备的合理应用等几个方面,进行了生产试验研究,优化了生产工艺,改进了发酵设备,使青霉素的发酵单位提高了14.1%。研究成果如下：1、优化种子制备和培养工艺,提高种子质量的稳定性：菌种分离培养基采用红糖替代蔗糖,提高红糖加量0.3%,降低酵母粉加量0.2%,使菌体生长速度增快,菌胎厚度增加,米孢子培养周期缩短1天,摇瓶效价比对照提高18%；提高种子罐的接种量25%,使培养周期缩短5小时,种子质量稳定,消除因为种子质量不稳定带给生产的波动因素。2、优化青霉素发酵基质浓度调控工艺,提高发酵水平：碳源采用柠檬酸替代葡萄糖,同时增加基础料中玉米浆加量1%和棉籽饼粉0.1%,使放罐单位提高5.1%；提高补料葡萄糖浓度5%并采用后期补水工艺,以适应菌体初级代谢和次级代谢对基质浓度的不同需求,放罐单位提高6.8%。3、优化120m3发酵罐带放工艺,增大产能：充分利用带放料液再培养,以产生更大的产量效应,培养基比例为20%时,放罐效价比对照高11.7%；优化培养基配方,保证带放中不同周期的菌体在同一环境稳步生长,保持最快生长速率,产生更大效益,培养基成分调整为玉米浆15%、棉籽饼粉0.3%、磷酸二氢钾0.3%,放罐单位提高4.8%。4、改进并合理应用发酵设备,降低成本,提高效价单位：结合青霉素代谢和菌体形态变化特点,优化搅拌器组合,四宽叶螺旋桨式搅拌器和半圆弧涡轮搅拌器组合代替双层六箭叶涡轮式搅拌器,提高了溶氧效果；使用变频器调整搅拌转速,改善菌体生长的微环境,提高发酵液溶解氧含量,降低剪切力,并可以有效的控制菌体形态,最佳设定搅拌频率为0-30h40HZ,30-100h45HZ,100-160h:50HZ,;降低罐压0.01MPa,降低发酵液二氧化碳含量；放罐单位提高4.1%。
成建华[10]（2008）在《海洋生物酶发酵过程自动控制研究》文中研究说明海洋生物酶发酵自动控制系统,是中国水产科学研究院黄海水产研究所承担的国家“九五”863计划项目（海洋生物酶示范工程）的配套电气控制系统。海洋生物酶是采用我国海洋产酶微生物的代谢产物,运用现代生物工程手段开发出的一种新型酶制剂产品,与传统酶制剂相比具有更为广阔的应用领域和市场前景。海洋生物酶发酵自动控制系统是海洋生物酶产业化进程的重要载体,它将现代工业自动化技术与传统生物发酵技术相结合以实现海洋生物酶发酵过程的自动优化控制。海洋生物酶发酵自动控制系统以PLC（可编程序控制器）为控制核心,将现场总线、变频调速、人机界面、模糊控制和PID控制等先进工控技术应用于海洋生物酶发酵的过程控制。其中,发酵工艺参数的采集、归档、优化和控制是该系统需要解决的核心问题。本课题以海洋生物酶发酵硬件系统为基础,重点研究海洋生物酶发酵各生产工艺参数的归档、优化和控制。根据车间既有发酵设备、配套系统及海洋生物酶发酵自身的特点,以发酵过程中的温度、PH值和溶解氧浓度为研究对象,分别探讨其基于PLC的最优自动控制方式。其中,发酵温度和PH值的控制均采用具有脉宽调制功能的PID控制技术,而发酵溶解氧浓度的控制则采用了模糊PID控制技术,将模糊控制和传统的数字PID控制相结合以优化溶解氧浓度的自动控制。另外,本文对发酵优化控制策略基于西门子PLC程序的实现作了详细探讨。为实现现场发酵生产工艺参数的实时、历史数据的显示、归档和优化,系统采用西门子公司的WinCC软件构建上位机监控系统,根据发酵生产工艺的需要进行组态和优化,将发酵生产的整个过程实时显示在上位机中,并实现了生产工艺参数的自动归档和配方管理,从而进一步提高了海洋生物酶发酵生产的自动化水平。因此,上位机WinCC发酵监控系统的构建也是本文重点探讨的问题。海洋生物酶发酵各生产工艺参数的归档、优化和控制等功能的实现,以西门子PLC程序的编写和人机界面的组态为基础。系统在采用优化控制方式前提下,控制现场相关执行机构,以使各工艺参数达到发酵所需的最优值。另外,本文对海洋生物酶发酵的工艺流程及自动控制系统的硬件结构、网络组态等进行了简要介绍。截至目前,海洋生物酶示范工程项目已进入试运行阶段,该自动控制系统运行稳定、可靠,发酵相关工艺参数的控制达到了生产工艺要求,上位机监控软件的应用有效的提高了该系统的自动化水平和酶制剂产品的品质。与传统的人工控制发酵过程相比,该系统具备巨大的产业化优势,具有产量高、品质好和成本低的特点,并初步显现出良好的经济效益和社会效益,也是国内酶制剂生产产业化进程的一次积极探索。
二、模糊-PID控制在柠檬酸发酵过程中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、模糊-PID控制在柠檬酸发酵过程中的应用（论文提纲范文）
（1）模糊PID解耦控制在蒸发器上的应用仿真（论文提纲范文）
| 1 并流蒸发的模拟 |
| 2 蒸发器液位和出料浓度数学模型的建立 |
| 3 柠檬酸三效蒸发过程的控制设计 |
| 3.1 模糊PID控制原理 |
| 3.2 Simulink模型搭建 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 4 结束语 |
（2）柠檬酸蒸发控制仿真研究（论文提纲范文）
| 1 柠檬酸多效并流蒸发的模拟 |
| 2 蒸发器温度传递通道函数的建立 |
| 2 柠檬酸三效蒸发过程的控制设计 |
| 2.1 模糊PID控制原理 |
| 2.2 基于遗传算法的模糊PID控制器参数优化 |
| 2.3 仿真结果分析 |
| 2.4 控制方案在干扰下的对比 |
| 3 总结 |
（3）家用酵素机的研发与桑葚酵素发酵工艺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 家用酵素机 |
| 1.1.1 发酵设备 |
| 1.1.2 家用发酵设备的现状 |
| 1.1.3 家用酵素机 |
| 1.2 酵素 |
| 1.2.1 酵素的分类 |
| 1.2.2 酵素的功效 |
| 1.2.3 食用酵素市场调查 |
| 1.2.4 桑葚酵素 |
| 1.3 酵素的发酵工艺 |
| 1.3.1 发酵方式 |
| 1.3.2 发酵菌株的选择 |
| 1.3.3 酵素的储藏 |
| 1.4 课题研究意义以及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容： |
| 1.4.3 研究技术路线 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 家用酵素机的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 酵素机设计要求 |
| 2.3 家用酵素机的总体布局 |
| 2.3.1 封盖结构 |
| 2.3.2 发酵罐体结构 |
| 2.3.3 支撑底座结构 |
| 2.4 家用酵素机的功能系统组成 |
| 2.4.1 控制系统 |
| 2.4.2 制冷系统 |
| 2.4.3 加热系统 |
| 2.4.4 保温材料的选用 |
| 2.4.5 安全系统 |
| 2.5 家用酵素机的尺寸计算 |
| 2.5.1 酵素机直径和高度 |
| 2.5.2 酵素机内壁厚度 |
| 2.5.3 排料管直径和壁厚 |
| 2.5.4 封盖直径和厚度 |
| 2.5.5 底座尺寸 |
| 2.5.6 保温层厚度 |
| 2.5.7 冷却面积计算 |
| 2.6 零件选型 |
| 2.6.1 发酵罐材料 |
| 2.6.2 封盖零部件选型 |
| 2.6.3 冷却系统零件 |
| 2.6.4 智能调节仪 |
| 2.7 酵素机工作流程 |
| 2.7.1 酵素机工作原理 |
| 2.7.2 酵素机发酵流程 |
| 2.8 小结 |
| 第3章 桑葚酵素发酵工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 发酵菌株 |
| 3.2.2 菌株培养基 |
| 3.2.3 实验试剂 |
| 3.2.4 实验仪器 |
| 3.2.5 指标检测方法 |
| 3.3 实验设计 |
| 3.3.1 菌种的驯化实验 |
| 3.3.2 菌株混料实验 |
| 3.3.3 酵素发酵工艺流程 |
| 3.3.4 酵素发酵单因素实验 |
| 3.3.5 酵素发酵正交试验 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.4.1 驯化结果与分析 |
| 3.4.2 混料实验结果与分析 |
| 3.4.3 配比优化结果与分析 |
| 3.4.4 单因素实验结果与分析 |
| 3.4.5 正交试验结果与分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 家用酵素机发酵产品指标的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 测定试剂与仪器 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 液相条件 |
| 4.3 测定方法 |
| 4.3.1 游离氨基酸测定 |
| 4.3.2 自由基清除率实验测定 |
| 4.3.3 原花青素含量的测定 |
| 4.4 实验结果 |
| 4.4.1 游离氨基酸测定结果 |
| 4.4.2 自由基清除率实验测定结果 |
| 4.4.3 原花青素测定结果 |
| 4.5 其他指标的测定结果 |
| 4.5.1 酒精含量的测定 |
| 4.5.2 酸度值的测定结果 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
（4）咸蛋快速腌制系统的设计与试验（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外咸蛋腌制研究现状 |
| 1.2.1 咸蛋传质特性的研究现状 |
| 1.2.2 咸蛋风味特性的研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 咸蛋腌制中试系统的结构设计 |
| 2.1 腌制系统的总体设计 |
| 2.1.1 腌制装置的设计 |
| 2.1.2 管道系统的设计 |
| 2.1.3 加热系统的设计 |
| 2.2 腌制系统的工作原理 |
| 2.3 本章小节 |
| 3 咸蛋腌制控制系统总体设计 |
| 3.1 控制系统结构及组成 |
| 3.2 腌制系统硬件设计 |
| 3.2.1 控制器的选择 |
| 3.2.2 PLC控制柜的设计 |
| 3.2.3 液位开关的选择 |
| 3.2.4 温度与压力检测元件的选择 |
| 3.2.5 其它硬件介绍 |
| 3.3 腌制系统软件设计 |
| 3.3.1 PLC程序设计 |
| 3.3.2 触摸屏界面设计 |
| 3.3.3 WinCC界面组态 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 腌制系统精准温度控制方法及实现 |
| 4.1 加热系统数学模型的建立 |
| 4.2 PID控制 |
| 4.2.1 PID控制原理 |
| 4.2.2 PID参数整定 |
| 4.3 模糊PID控制 |
| 4.3.1 模糊控制原理 |
| 4.3.2 模糊PID控制器的设计 |
| 4.4 温度控制系统仿真分析 |
| 4.4.1 Simulink开发环境 |
| 4.4.2 PID控制器仿真 |
| 4.4.3 模糊PID控制器仿真 |
| 4.5 模糊PID控制算法在PLC中的实现 |
| 4.6 温度实时变化趋势图 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 中试样机试验与结果分析 |
| 5.1 试验材料与设备 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验仪器与设备 |
| 5.2 咸蛋的腌制工艺 |
| 5.3 咸蛋检测项目与方法 |
| 5.3.1 蛋清、蛋黄含盐量测定 |
| 5.3.2 质构参数测定 |
| 5.3.3 蛋黄指数的测定 |
| 5.3.4 蛋黄色度测定 |
| 5.3.5 感官评价及指标 |
| 5.4 试验结果与分析 |
| 5.4.1 蛋清含盐量的变化 |
| 5.4.2 蛋黄含盐量的变化 |
| 5.4.3 质构参数 |
| 5.4.4 蛋黄指数的变化 |
| 5.4.5 蛋黄色度 |
| 5.4.6 感官评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间科研成果 |
| 致谢 |
（5）CMP设备抛光头压力自动加载系统设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CMP设备控制系统的国内外研究现状 |
| 1.2.2 CMP设备抛光压力控制方法的研究现状 |
| 1.3 嵌入式系统概述 |
| 1.3.1 嵌入式硬件系统 |
| 1.3.2 嵌入式操作系统 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 CMP设备抛光头压力自动加载系统方案设计 |
| 2.1 CMP设备介绍 |
| 2.2 压力自动加载系统总体方案 |
| 2.2.1 压力自动加载系统方案技术要求 |
| 2.2.2 压力自动加载系统方案分析 |
| 2.3 压力自动加载系统设计 |
| 2.3.1 气动系统的组成 |
| 2.3.2 压力自动加载系统气动回路设计 |
| 2.3.3 气动回路元器件选型 |
| 2.4 压力自动加载系统控制器硬件设计 |
| 2.4.1 控制器总体方案 |
| 2.4.2 ARM微处理器的选择 |
| 2.4.3 压力传感器的选择 |
| 2.4.4 位置检测元件的选择 |
| 2.4.5 A/D转化模块 |
| 2.4.6 D/A转换模块 |
| 2.4.7 串口通信模块 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 CMP设备抛光头压力自动加载系统建模与控制策略研究 |
| 3.1 压力自动加载系统数学模型推导 |
| 3.1.1 气缸压力微分方程 |
| 3.1.2 比例阀的压力-流量方程 |
| 3.1.3 活塞力平衡方程 |
| 3.1.4 系统传递函数 |
| 3.2 压力自动加载系统控制策略的研究 |
| 3.2.1 常规PID控制 |
| 3.2.2 专家控制 |
| 3.2.3 模糊控制 |
| 3.2.4 神经网络控制 |
| 3.3 压力自动加载系统模糊PID控制器研究 |
| 3.3.1 PID控制技术 |
| 3.3.2 模糊控制的基本原理 |
| 3.3.3 模糊PID控制器的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CMP设备抛光头压力自动加载系统控制器软件设计 |
| 4.1 控制器软件设计要求 |
| 4.2 控制器软件设计方案 |
| 4.3 嵌入式Linux系统的移植 |
| 4.3.1 嵌入式Linux系统的组成 |
| 4.3.2 交叉编译环境的建立 |
| 4.3.3 嵌入式BootLoader的配置与编译 |
| 4.3.4 嵌入式Linux内核的裁剪与移植 |
| 4.4 控制器主要功能模块的程序设计与实现 |
| 4.4.1 温度测量程序的设计 |
| 4.4.2 超声波测距程序的设计 |
| 4.4.3 D/A模块程序设计 |
| 4.4.4 压力采集模块程序设计 |
| 4.4.5 数字滤波程序设计 |
| 4.4.6 控制算法的实现 |
| 4.4.7 压力自动加载过程的整体程序设计 |
| 4.4.8 上位机测控界面介绍 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 CMP设备抛光头压力自动加载系统性能测试 |
| 5.1 实验准备 |
| 5.1.1 各部分功能模块调试 |
| 5.1.2 实验平台搭建 |
| 5.3 压力自动加载系统闭环实验 |
| 5.4 超薄不锈钢基板抛光实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）基于细胞生理、氧传递特性的工业葡萄糖酸钠发酵过程全局优化及膜过滤连续发酵新工艺开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 葡萄糖酸钠概述 |
| 1.1.1 葡萄糖酸钠的性质 |
| 1.1.2 葡萄糖酸钠的应用 |
| 1.1.2.1 食品 |
| 1.1.2.2 药品 |
| 1.1.2.3 清洁剂 |
| 1.1.2.4 建筑行业 |
| 1.1.3 葡萄糖酸钠的生产 |
| 1.1.3.1 催化氧化法 |
| 1.1.3.2 酶法 |
| 1.1.3.3 微生物发酵法 |
| 1.2 黑曲霉产葡萄糖酸钠生理特性研究 |
| 1.2.1 黑曲霉产葡萄糖酸钠代谢机理 |
| 1.2.2 葡萄糖氧化酶(GOD)简介 |
| 1.2.2.1 GOD的结构 |
| 1.2.2.2 GOD的性质 |
| 1.2.2.3 GOD催化的反应条件 |
| 1.2.2.4 黑曲霉中GOD的定位实验 |
| 1.3 微生物葡萄糖酸类产品发酵过程研究 |
| 1.3.1 发酵碳源的选择 |
| 1.3.2 产葡萄糖酸类产品的菌株改造 |
| 1.3.2.1 产葡萄糖酸类产品微生物菌株诱变筛选 |
| 1.3.2.2 产葡萄糖酸类产品微生物菌株的基因工程改造 |
| 1.3.2.3 高通量筛选在菌株筛选中的应用 |
| 1.3.3 微生物生产葡萄糖酸类产品的发酵模式 |
| 1.3.3.1 固态发酵 |
| 1.3.3.2 固定化细胞发酵 |
| 1.3.3.3 深层发酵法 |
| 1.3.3.4 连续发酵法生产葡萄糖酸类产品 |
| 1.3.4 黑曲霉产葡萄糖酸类产品发酵过程控制研究 |
| 1.3.4.1 供氧对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸类产品的影响 |
| 1.3.4.2 pH对黑曲霉发酵生产葡萄糖酸类产品的影响 |
| 1.4 丝状真菌深层发酵过程氧传递研究 |
| 1.4.1 氧气在发酵液中传递过程 |
| 1.4.2 影响氧传递的因素 |
| 1.4.2.1 常规发酵过程影响氧传递因素 |
| 1.4.2.2 丝状菌发酵时菌体形态对氧传递的影响 |
| 1.4.3 计算流体力学(CFD)技术简介 |
| 1.5 微生物发酵过程多尺度参数相关分析技术 |
| 1.6 本课题的研究内容与意义 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 初始菌株 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.1.3 常用试剂 |
| 2.1.4 培养基配方 |
| 2.2 常规分析与测定方法 |
| 2.2.1 pH、DO测定 |
| 2.2.2 发酵过程OUR、CER以及k_La的测定 |
| 2.2.3 发酵液粘度的测定 |
| 2.2.4 菌浓的测定 |
| 2.2.5 葡萄糖以及葡萄糖酸钠的测定 |
| 2.2.6 GOD酶活测定 |
| 2.2.7 柠檬酸的测定 |
| 2.2.8 无机磷含量检测 |
| 2.2.9 菌形的获得与处理 |
| 第3章 葡萄糖酸钠高产菌株的高通量筛选及其生理特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 ARTP诱变 |
| 3.2.2 溴甲酚绿高通量检测方法 |
| 3.2.3 渗透压检测方法 |
| 3.2.4 培养方法 |
| 3.2.4.1 孔板培养 |
| 3.2.4.2 5-L发酵罐培养 |
| 3.2.4.3 不同渗透压下摇瓶发酵 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 溴甲酚绿指示剂显色高通量筛选方法的建立 |
| 3.3.1.1 全波长扫描 |
| 3.3.1.2 葡萄糖酸浓度范围以及溴甲酚绿浓度的确定 |
| 3.3.2 高通量筛选高产葡萄糖酸盐黑曲霉菌株 |
| 3.3.2.1 ARTP诱变时间 |
| 3.3.2.2 高产菌株的平板初筛 |
| 3.3.2.3 溴甲酚绿法孔板培养筛选高产菌株 |
| 3.3.2.4 高产菌株的5-L发酵罐验证实验 |
| 3.3.3 黑曲霉菌株产SG发酵过程动力学研究 |
| 3.3.3.1 菌体生长动力学模型 |
| 3.3.3.2 产物合成动力学模型 |
| 3.3.3.3 底物消耗动力学 |
| 3.3.4 初始渗透压浓度对菌体生理代谢以及产物合成的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于菌体生理代谢以及氧传递的工业葡萄糖酸钠分批发酵过程系统分析与优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 黑曲霉产葡萄糖酸钠发酵过程葡萄糖代谢流分析 |
| 4.2.2 菌形分析 |
| 4.2.3 培养方法 |
| 4.2.3.1 种子培养方法 |
| 4.2.3.2 发酵培养 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 黑曲霉产葡萄糖酸钠菌体代谢流模型建立 |
| 4.3.2 利用在线生理参数描述葡萄糖酸钠发酵过程模型与原则建立 |
| 4.3.3 基于在线多尺度参数相关分析的50-L发酵罐初始分批发酵研究 |
| 4.3.4 发酵原始培养基中营养元素调整 |
| 4.3.4.1 发酵培养基中氮源对延滞期的影响 |
| 4.3.4.2 发酵液中磷源调整与菌浓调控 |
| 4.3.5 基于氧传递的发酵过程搅拌策略调整 |
| 4.3.5.1 葡萄糖酸钠发酵搅拌桨桨型选择 |
| 4.3.5.2 基于葡萄糖酸钠发酵过程氧需求的供氧策略调整 |
| 4.3.6 供氧以及营养调整发酵过程与初始发酵对比 |
| 4.3.6.1 优化后发酵结果与初始发酵结果比较 |
| 4.3.6.2 优化后发酵过程与初始发酵代谢流比较 |
| 4.3.6.3 发酵过程利用在线数据计算的代谢参数值与实测值比较 |
| 4.3.6.4 菌浓对发酵液粘度的影响 |
| 4.3.7 黑曲霉菌形对葡萄糖酸钠发酵的影响 |
| 4.3.7.1 通过剪切控制获得不同菌形种子 |
| 4.3.7.2 菌形对发酵过程中菌体生长的影响 |
| 4.3.7.3 菌形对葡萄糖酸钠发酵的影响 |
| 4.3.7.4 菌形对发酵液粘度及传氧的影响 |
| 4.3.8 分批发酵优化结果在工业规模应用情况 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于在线生理参数实时反馈调节补料速率的细胞循环式连续发酵生产葡萄糖酸钠新工艺 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 半连续带放操作培养 |
| 5.2.2 截留菌丝体陶瓷膜装置 |
| 5.2.3 陶瓷膜装置内循环实验 |
| 5.2.4 使用CFD技术模拟陶瓷膜装置对发酵罐流场影响 |
| 5.2.5 酶法生产葡萄糖酸钠 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 半连续带放法发酵生产葡萄糖酸钠 |
| 5.3.2 细胞循环式膜反应器连续发酵系统的建立 |
| 5.3.3 细胞循环式膜反应器连续发酵系统物料平衡关系式 |
| 5.3.4 考察陶瓷膜过滤通量变化的内循环实验 |
| 5.3.5 初始固定补料速率的细胞循环式连续发酵过程 |
| 5.3.6 CFD模拟陶瓷膜装置对发酵罐流场的影响 |
| 5.3.7 利用在线生理参数反馈调节补料速率的自动控制系统的建-立 |
| 5.3.8 利用在线参数反馈调节补料速率的全自动细胞循环式连续发酵过程 |
| 5.3.9 菌体形态变化对连续发酵过程的影响 |
| 5.3.10 分批发酵、半连续发酵以及连续发酵过程对比 |
| 5.3.11 细胞循环式连续发酵过程在工业规模生产葡萄糖酸钠中的应用 |
| 5.3.11.1 160 m~3发酵罐细胞循环式连续发酵改造 |
| 5.3.11.2 细胞循环式连续发酵在160 m~3发酵罐中应用 |
| 5.3.12 酶直接催化法生产葡萄糖酸钠研究 |
| 5.3.12.1 初始酶催化法生产葡萄糖酸钠 |
| 5.3.12.2 利用在线参数变化趋势阶段性加入酶液的双酶法生产葡萄糖酸钠新工艺 |
| 5.3.12.3 双酶法、分批发酵以及连续发酵法生产葡萄糖酸钠结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间撰写的论文以及专利 |
| 附录Ⅰ |
| 附录Ⅱ |
（7）柠檬酸固态麸曲制备装备在线监控系统的开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 前言 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外固态发酵设备研究进展 |
| 1.2.1 实验室规模的固态发酵设备 |
| 1.2.2 工业规模固态发酵设备 |
| 1.3 国内外固态发酵控制系统的研究状况 |
| 1.4 固态发酵控制系统的控制策略 |
| 1.4.1 PID控制 |
| 1.4.2 模型预测控制(MPC) |
| 1.4.3 智能控制系统 |
| 1.5 课题主要目的和研究内容 |
| 1.5.1 主要目标 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 2 柠檬酸麸曲固态发酵过程研究 |
| 2.1 柠檬酸麸曲固态发酵工艺流程分析 |
| 2.1.1 柠檬酸麸曲制备接种方式以及接种量的确定 |
| 2.1.2 柠檬酸麸曲工艺流程的确定 |
| 2.2 固态发酵罐设计 |
| 2.3 麸曲制备过程中主要影响因素分析 |
| 2.3.1 温度 |
| 2.3.2 湿度 |
| 2.3.3 氧气以及二氧化碳 |
| 2.4 传感器的选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柠檬酸麸曲控制系统开发 |
| 3.1 PLC控制系统 |
| 3.1.1 PLC的组成以及工作原理 |
| 3.1.2 PLC控制系统设计 |
| 3.2 组态王软件 |
| 3.2.1 组态王软件的特点 |
| 3.2.2 组态王软件仿真 |
| 3.2.3 控制系统设计方案 |
| 3.3 固态发酵温度控制系统设计 |
| 3.3.1 温控系统设计方案 |
| 3.3.2 PID控制算法 |
| 3.3.3 柠檬酸麸曲制备过程温度模糊自整定 |
| 3.4 PLC控制系统软件设计 |
| 3.4.1 STEP7-Micro/Win应用 |
| 3.4.2 控制程序设计 |
| 3.4.3 PID指令向导自整定 |
| 3.4.4 组态软件编辑 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 柠檬酸麸曲制备设备控制系统的实验 |
| 4.1 温度控制系统实验研究 |
| 4.2 湿含量控制系统实验研究 |
| 4.3 麸曲接种量实验研究 |
| 4.4 麸曲孢子数目实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论 |
| 6 展望 |
| 7 参考文献 |
| 8 攻读硕士学位期间论文发表情况 |
| 9 致谢 |
| 附录 |
（8）补料分批发酵生产柠檬酸的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 柠檬酸概述 |
| 1.1.1 柠檬酸的性质 |
| 1.1.2 柠檬酸的生产 |
| 1.1.3 柠檬酸的应用 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 国内研究现状分析 |
| 1.2.2 国外研究现状分析 |
| 1.3 柠檬酸补料发酵的理论基础 |
| 1.3.1 柠檬酸代谢过程 |
| 1.3.2 柠檬酸补料发酵动力学理论依据 |
| 1.3.3 主要研究内容 |
| 1.4 课题的应用前景 |
| 第2章 黑曲霉柠檬酸分批发酵中的特性研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 菌种 |
| 2.1.2 主要材料与试剂 |
| 2.1.3 主要仪器与设备 |
| 2.1.4 培养基配制 |
| 2.1.5 检测试剂配制 |
| 2.1.6 分析方法 |
| 2.1.7 菌种制备 |
| 2.1.8 实验方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 摇瓶分批发酵与生产发酵罐发酵的对比 |
| 2.2.2 小型发酵罐分批发酵中的特性研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 黑曲霉柠檬酸补料分批发酵影响因素的研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 菌种 |
| 3.1.2 主要材料与试剂 |
| 3.1.3 主要仪器与设备 |
| 3.1.4 培养基配制 |
| 3.1.5 检测试剂配制 |
| 3.1.6 分析方法 |
| 3.1.7 菌种制备 |
| 3.1.8 实验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 初总糖浓度对柠檬酸发酵的影响 |
| 3.2.2 补料时间对补料分批发酵的影响 |
| 3.2.3 补料量对补料分批发酵的影响 |
| 3.2.4 补料次数对补料分批发酵的影响 |
| 3.2.5 接种量对补料分批发酵的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 黑曲霉柠檬酸补料分批发酵的优化 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 菌种 |
| 4.1.2 主要材料与试剂 |
| 4.1.3 主要仪器与设备 |
| 4.1.4 培养基配制 |
| 4.1.5 检测试剂配制 |
| 4.1.6 分析方法 |
| 4.1.7 菌种制备 |
| 4.1.8 实验方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 显着性因素筛选实验结果与分析 |
| 4.2.2 最陡爬坡实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间所发表的论文 |
| 致谢 |
（9）青霉素发酵工艺优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 青霉素简介 |
| 1.2.2 青霉素的产生菌 |
| 1.2.3 青霉素的作用机理 |
| 1.2.4 青霉素的合成机制 |
| 1.2.5 青霉菌发酵代谢控制的研究 |
| 1.2.6 青霉素国内外研究前沿技术 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 优化种子制备和培养工艺 |
| 1.3.2 优化青霉素发酵基质浓度调控工艺 |
| 1.3.3 120m~3发酵罐带放工艺改进 |
| 1.3.4 发酵设备改进及合理应用 |
| 第2章 优化种子制备和培养工艺 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 菌种 |
| 2.1.2 培养基配比 |
| 2.1.3 培养方法 |
| 2.1.4 主要仪器设备 |
| 2.1.5 主要试剂 |
| 2.1.6 分析方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 菌种制备试验数据结果 |
| 2.2.2 种子罐接种量试验结果 |
| 2.2.3 生产中种子罐接种量调整 |
| 2.3 本章小结 |
| 2.3.1 优化分离培养基,提高菌种质量 |
| 2.3.2 优化接种量和培养周期,提高种子质量 |
| 第3章 基质浓度对青霉素发酵的影响研究 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 菌种 |
| 3.1.2 培养基营养基质浓度分析 |
| 3.1.3 补料基质浓度分析 |
| 3.1.4 培养基配比 |
| 3.1.5 培养方法 |
| 3.1.6 仪器设备 |
| 3.1.7 分析方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 发酵培养基优化组合结果与讨论 |
| 3.2.2 补料基质浓度调控的结果与讨论 |
| 3.2.3 补水周期与补水量的确定 |
| 3.3 本章小结 |
| 3.3.1 培养基营养基质浓度对发酵前期代谢有很大影响 |
| 3.3.2 补料造成基质浓度变化对发酵中后期代谢至关重要 |
| 3.3.3 空气温湿度变化导致发酵液基质浓度变化 |
| 第4章 120m~3发酵罐青霉素带放再培养工艺 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 菌种 |
| 4.1.2 培养基配比 |
| 4.1.3 培养方法 |
| 4.1.4 仪器设备 |
| 4.1.5 分析方法 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 培养基比例的对比试验 |
| 4.2.2 优化带放再培养管的培养基配比 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 发酵设备改进及合理应用 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 菌种 |
| 5.1.2 培养基配比 |
| 5.1.3 培养方法 |
| 5.1.4 主要仪器设备 |
| 5.1.5 分析方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 搅拌优化组合及变频设备的应用效果 |
| 5.2.2 节能效果 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）海洋生物酶发酵过程自动控制研究（论文提纲范文）
| 目录 |
| CONTENTS |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 海洋生物酶发酵控制技术的发展现状 |
| 1.1.1 海洋生物酶技术研究概述 |
| 1.1.2 国内海洋生物酶发酵控制技术发展现状 |
| 1.2 本课题的研究背景及意义 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 海洋生物酶发酵工艺流程及其控制技术要求 |
| 2.1 海洋生物酶发酵工艺流程简介 |
| 2.1.1 海洋生物酶示范工程总体工艺流程 |
| 2.1.2 海洋生物酶发酵工艺流程 |
| 2.2 海洋生物酶发酵工艺控制功能要求 |
| 第三章 海洋生物酶发酵自动控制系统硬件与软件实现 |
| 3.1 发酵自动控制系统PROFIBUS-DP网络结构 |
| 3.1.1 PROFIBUS现场总线技术简介 |
| 3.1.2 海洋生物酶发酵自动控制系统PROFIBUS-DP网络组态 |
| 3.2 发酵控制系统主要控制器件功能介绍 |
| 3.3 海洋生物酶发酵自动控制系统基于PLC的软件实现 |
| 3.3.1 发酵控制系统基于STEP 7的硬件组态 |
| 3.3.2 发酵控制系统基于STEP 7的网络通信设置 |
| 3.3.3 发酵控制系统基于STEP 7的PLC程序结构 |
| 第四章 海洋生物酶发酵温度、PH值的控制策略及其实现 |
| 4.1 海洋生物酶发酵温度、PH值的自动控制策略 |
| 4.1.1 海洋生物酶发酵温度、PH值控制的必要性 |
| 4.1.2 海洋生物酶发酵温度、PH值的自动控制原理 |
| 4.1.3 数字PID控制算法简述 |
| 4.2 发酵温度和PH值PID控制基于PLC的实现 |
| 4.2.1 STEP 7中连续PID控制器SFB 41和脉冲发生器SFB 43简介 |
| 4.2.2 温度、PH值PID控制在STEP 7中的实现 |
| 第五章 海洋生物酶发酵溶解氧Fuzzy-PID控制研究 |
| 5.1 海洋生物酶发酵溶解氧自动控制策略 |
| 5.1.1 海洋生物酶发酵溶解氧的特性 |
| 5.1.2 海洋生物酶发酵溶解氧自动控制策略探讨 |
| 5.2 发酵溶解氧Fuzzy-PID控制系统的构建 |
| 5.2.1 发酵过程溶解氧控制变量的选择 |
| 5.2.2 发酵溶解氧PID控制器的构建 |
| 5.2.3 发酵溶解氧Fuzzy控制器的构建 |
| 5.3 发酵溶解氧Fuzzy-PID控制基于PLC的实现 |
| 5.3.1 PLC程序控制算法流程 |
| 5.3.2 溶解氧Fuzzy控制在STEP 7中的实现 |
| 第六章 WinCC在海洋生物酶发酵自动优化控制中的应用 |
| 6.1 西门子WinCC V6.0监控软件介绍 |
| 6.1.1 WinCC的性能特点 |
| 6.1.2 WinCC产品分类及系统构成 |
| 6.2 海洋生物酶发酵WinCC监控系统的构建 |
| 6.2.1 用户身份管理 |
| 6.2.2 组态系统变量 |
| 6.2.3 发酵工艺流程、状态监控 |
| 6.2.4 工艺参数实时曲线和历史数据表格 |
| 6.2.5 故障信息报警 |
| 6.2.6 发酵工艺配方管理 |
| 结论 |
| 附录 |
| 附录A SFB 41"CONT_C"输入输出参数表 |
| 附录B SFB 43"PULSEGEN"输入输出参数表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、模糊-PID控制在柠檬酸发酵过程中的应用（论文参考文献）
- [1]模糊PID解耦控制在蒸发器上的应用仿真[J]. 郭林樵,张雷. 化工自动化及仪表, 2021(06)
- [2]柠檬酸蒸发控制仿真研究[J]. 郭林樵,张雷. 广东化工, 2020(16)
- [3]家用酵素机的研发与桑葚酵素发酵工艺的研究[D]. 侯周超. 齐鲁工业大学, 2019(09)
- [4]咸蛋快速腌制系统的设计与试验[D]. 李赛飞. 华中农业大学, 2019(02)
- [5]CMP设备抛光头压力自动加载系统设计与研究[D]. 薛超. 广东工业大学, 2018(12)
- [6]基于细胞生理、氧传递特性的工业葡萄糖酸钠发酵过程全局优化及膜过滤连续发酵新工艺开发[D]. 路飞. 华东理工大学, 2016(05)
- [7]柠檬酸固态麸曲制备装备在线监控系统的开发[D]. 任超杰. 天津科技大学, 2016
- [8]补料分批发酵生产柠檬酸的研究[D]. 王有旭. 河北科技大学, 2013(S2)
- [9]青霉素发酵工艺优化研究[D]. 张敬书. 河北科技大学, 2013(02)
- [10]海洋生物酶发酵过程自动控制研究[D]. 成建华. 山东大学, 2008(01)