谷氨酸發(fā)酵過程的在線補料控制和故障診斷系統(tǒng).pdf

1、本文通過研究谷氨酸發(fā)酵過程中氨耗與糖耗之間的關(guān)系，以產(chǎn)酸期兩者間的線性關(guān)系為依據(jù)，設(shè)計并構(gòu)建了一套用于谷氨酸發(fā)酵的葡萄糖自動補料控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在線計量氨耗，并根據(jù)已經(jīng)確定好的氨耗與糖耗之間的關(guān)系，實時自動地推算發(fā)酵罐內(nèi)的葡萄糖濃度。通過比對葡萄糖濃度的推算值和預(yù)先設(shè)定的控制水平，該系統(tǒng)可以自動計算并確定任意控制間隔內(nèi)所需的葡萄糖流加量，并據(jù)此將葡萄糖濃度穩(wěn)定地控制于任意的設(shè)定水平。經(jīng)過幾個批次的發(fā)酵實驗驗證，該控制系統(tǒng)的有效性得到

2、體現(xiàn)。高葡萄糖控制濃度(100g/L)的操作條件下，最終的谷氨酸濃度僅有37g/L。在其它條件和發(fā)酵時間相同的情況下，控制葡萄糖濃度于較低濃度(10g/L)時的最終谷氨酸濃度達到80g/L，是前者的兩倍多，發(fā)酵性能明顯改善。由于谷氨酸發(fā)酵的氨耗與糖耗關(guān)系隨發(fā)酵批次的不同還存在一定程度的變動，當葡萄糖控制濃度很低時(1-5g/L)，使用該控制系統(tǒng)有可能導(dǎo)致罐內(nèi)葡萄糖消耗殆盡、發(fā)酵無法正常進行的嚴重操作故障。
　　 本研究通過在線計

3、量耗氧量，并根據(jù)耗氧量與耗糖量之間的關(guān)系，設(shè)計并構(gòu)建了另一套用于谷氨酸發(fā)酵的葡萄糖自動補料控制系統(tǒng)。由于各發(fā)酵批次的耗氧量與耗糖量關(guān)系系數(shù)波動很大，為控制葡萄糖濃度于低水平，只能用一個較小的初始關(guān)系系數(shù)運行該系統(tǒng)。該系統(tǒng)雖也可將糖濃度控制于較低水平，但卻經(jīng)常出現(xiàn)葡萄糖耗盡的操作故障，最終的谷氨酸濃度只達到62g/L的較低水平。為解決葡萄糖耗盡的故障頻繁出現(xiàn)的問題，提高葡萄糖自動流加控制系統(tǒng)的控制性能，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對正常和故障發(fā)酵