專利名稱：發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線檢測系統(tǒng)，尤其是一種發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在發(fā)酵過程中，糖作為菌體生長的營養(yǎng)物質(zhì)，濃度過高或過低都會影響 菌體和產(chǎn)品產(chǎn)量，因此實現(xiàn)發(fā)酵罐內(nèi)糖濃度的監(jiān)控對提高產(chǎn)量至關(guān)重要。但 是工業(yè)上現(xiàn)有的在線糖濃度檢測儀檢測范圍有限，并且開發(fā)和使用維護不方 便，往往需要進行二次開發(fā)才能集成于現(xiàn)有的發(fā)酵過程控制系統(tǒng)。
為提高產(chǎn)品質(zhì)量，目前常用的糖濃度檢測方法一般有兩種， 一種是離線 分析方法，另外一種是邏輯估算方法。其中第一種方法由于人工取樣等因素
的影響，其信息的獲取具有很大的滯后性(滯后時間一般在20分鐘以上)， 檢測出的濃度與發(fā)酵罐內(nèi)的當前實際濃度存在較大的偏差，由此造成較大的 監(jiān)控或操作成本浪費，適合一些粗放型的生產(chǎn)。另一種方法則是根據(jù)菌體外 部生長環(huán)境參數(shù)之間的相互作用關(guān)系，離線建立可在線檢測的變量，如溫度、 溶氧、PH等與糖濃度的邏輯估計模型，在線應(yīng)用中將可在線檢測變量代入邏 輯估計模型，實時估計出糖濃度，該方法實時性好，但是準確的邏輯估計模 型建立非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種發(fā)酵過程在線糖 濃度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過計算機控制兩臺恒流泵的流速和糖分析儀的取樣 時間，并實時讀取糖濃度值。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)包括糖 濃度分析儀，所述糖濃度分析儀的輸入連接混合容器；所述混合容器的入口 通過管道連接兩臺恒流泵的出口，第一恒流泵與發(fā)酵罐連接，從發(fā)酵罐中取 樣；第二恒流泵連續(xù)取純凈水，兩臺恒流泵的液體流入所述混合容器經(jīng)過混 合稀釋后，送入糖濃度分析儀進行在線檢測；
所述糖濃度分析儀、第一恒流泵、第二恒流泵均與控制器連接，所述控 制器實時采集糖濃度分析儀的數(shù)據(jù)，并根據(jù)糖濃度分析儀檢測濃度范圍設(shè)置 稀釋倍數(shù)，控制兩臺恒流泵的運行。所述控制器定時的取糖分析儀的檢測結(jié)果，并進行保存、顯示、統(tǒng)計、 趨勢分析、趨勢圖繪制，或打印報表操作。
所述控制器優(yōu)選計算機或帶有觸摸屏的單片機。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明集成了恒流泵和糖分析儀，用戶可以通過計算 機設(shè)置恒流和糖分析儀的各種參數(shù)，控制其運行狀態(tài)，在線采集糖濃度，并 實現(xiàn)在線糖濃度顯示、統(tǒng)計分析、趨勢圖、打印報表等功能。整套設(shè)備自成
系統(tǒng)，不需要根據(jù)糖分析儀進行二次開發(fā)，并留有與其它應(yīng)用程序的DDE通
信接口，便于擴展。


圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明包含兩臺恒流泵和一臺在線糖濃度分析儀5 (簡稱 糖分析儀)?？紤]到Y(jié)SI2700糖濃度分析儀5的檢測范圍有限，首先通過第一 恒流泵2從發(fā)酵罐上取樣，第二恒流泵3連續(xù)取純凈水，兩臺恒流泵的液體 流到混合容器4經(jīng)過混合稀釋后，送入YSI2700糖濃度分析儀5進行在線檢 測。整套系統(tǒng)裝置的運行實現(xiàn)計算機控制，可以根據(jù)發(fā)酵液的檢測濃度范圍 靈活設(shè)置稀釋倍數(shù)，實時采集數(shù)據(jù)。
本發(fā)明采用第一恒流泵2型號TBP1010、第二恒流泵3型號TBP1002、 YSI2700在線糖分析儀5。圖l中帶箭頭的線為管道，其它連接線為通信線。 第一恒流泵2、第二恒流泵3和YSI2700糖分析儀均帶有RS-232串口 ，通過 通信線與計算機連接，第一恒流泵2的入口連接發(fā)酵罐，第二恒流泵3入口 接純凈水，第一恒流泵2和第二恒流泵3的出口接混合容器，YSI2700接混 合容器。具體實施過程中，用戶根據(jù)需要在計算機上設(shè)定恒流泵或糖分析儀 5的運行參數(shù)，第一恒流泵2和第二恒流泵3即開始分別取出發(fā)酵液和純凈 水，流到混合容器4稀釋，糖分析儀5定時到混合容器4中取稀釋液進行分 析，而計算機則定時去取糖分析儀5的檢測結(jié)果。
本發(fā)明通過計算機控制兩臺恒流泵的流速和糖分析儀5的取樣時間。首 先計算機根據(jù)自動或手動設(shè)置的稀釋倍數(shù)，計算出兩臺泵的流速，并開啟泵 取樣和取水，實現(xiàn)對發(fā)酵液按比例稀釋，然后控制糖分析儀5定時取樣分析， 并實時讀取糖濃度值存入實時數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)顯示、趨勢分析、打印報表等 功能。
4本發(fā)明包括如下幾個部分
糖濃度稀釋(對恒流泵的控制)發(fā)酵液的糖濃度有時可能會很高，超出 糖分析儀5的檢測范圍。采用兩臺恒流泵解決糖分析儀5檢測范圍有限的問 題。計算機根據(jù)檢測的實際濃度實時調(diào)整稀釋倍數(shù)，參照恒流泵的流速范圍， 計算出恒流泵的流速，并控制恒流泵的運行。 一臺泵取出發(fā)酵液， 一臺泵流 出純凈水，兩臺泵的液體在一個特制的容器4中混合稀釋。
糖濃度在線分析(對糖分析儀5的控制)通過糖分析儀YSI2700自帶的
串口與計算機之間進行通信，實現(xiàn)計算機的在線控制。計算機設(shè)置糖分析儀
5的取樣分析時間、校正時間、取樣或監(jiān)控站點以及其它相關(guān)參數(shù)，然后定 時去讀取糖分析儀5的數(shù)據(jù)。
計算機對糖濃度值的分析處理計算機將采集的濃度值存入實時數(shù)據(jù)庫
中，并進行實時顯示，畫出趨勢圖，進行統(tǒng)計分析，并重新進行計算稀釋倍 數(shù)和恒流泵的流速。計算機中留有與其它應(yīng)用程序的接口，可以將該濃度值 傳遞給其它應(yīng)用程序，實現(xiàn)對罐上濃度值的在線控制等。
權(quán)利要求
1、發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)，包括糖濃度分析儀(5)，其特征是所述糖濃度分析儀(5)的輸入連接混合容器(4)；所述混合容器(4)的入口通過管道連接兩臺恒流泵的出口，第一恒流泵(2)與發(fā)酵罐連接，從發(fā)酵罐中取樣；第二恒流泵(3)連續(xù)取純凈水，兩臺恒流泵的液體流入所述混合容器(4)經(jīng)過混合稀釋后，送入糖濃度分析儀(5)進行在線檢測；所述糖濃度分析儀(5)、第一恒流泵(2)、第二恒流泵(3)均與控制器(1)連接，所述控制器(1)實時采集糖濃度分析儀(5)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)糖濃度分析儀(5)檢測濃度范圍設(shè)置稀釋倍數(shù)，控制兩臺恒流泵的運行。
2、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)，其特征是所述控 制器(1)定時的取糖分析儀(5)的檢測結(jié)果，并進行保存、顯示、統(tǒng)計、 趨勢分析、趨勢圖繪制，或打印報表操作。
3、 如權(quán)利要求1所述的發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)，其特征是所述控 制器(1)優(yōu)選計算機或帶有觸摸屏的單片機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵過程在線糖濃度檢測系統(tǒng)，在糖濃度分析儀的輸入連接混合容器；混合容器的入口通過管道連接兩臺恒流泵的出口，第一恒流泵與發(fā)酵罐連接，從發(fā)酵罐中取樣；第二恒流泵連續(xù)取純凈水，兩臺恒流泵的液體流入所述混合容器經(jīng)過混合稀釋后，送入糖濃度分析儀進行在線檢測；所述糖濃度分析儀、第一恒流泵、第二恒流泵均與控制器連接，所述控制器實時采集糖濃度分析儀的數(shù)據(jù)，并根據(jù)糖濃度分析儀檢測濃度范圍設(shè)置稀釋倍數(shù)，控制兩臺恒流泵的運行。本發(fā)明的優(yōu)點是用戶可以通過計算機設(shè)置恒流和糖分析儀的各種參數(shù)，控制其運行狀態(tài)，在線采集糖濃度，并實現(xiàn)在線糖濃度顯示、統(tǒng)計分析、趨勢圖、打印報表等功能。
文檔編號G01N1/38GK101650276SQ20091003451
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者飛 劉, 石貴陽, 趙忠蓋 申請人:江南大學(xué)