关于发酵罐的控制系统
发酵罐的操作及控制
发酵罐的操作及控制一、实验目的1、学习发酵过程中发酵控制、取样、流加等一般操作过程。
2、了解和学习自动发酵罐的操作过程和注意事项。
二、实验原理（一）发酵控制1、发酵温度的控制一般来说，接种后应适当提高培养温度，以利于孢子的萌发或加快微生物的生长、繁殖，而且此时发酵的温度大多数是上升的。
随着发酵液的温度逐渐上升，发酵液的温度应该控制在微生物的最适生长温度；到主发酵旺盛阶段温度的控制可比最适生长温度低些，即控制在微生物代谢产物合成的最适温度；到发酵的后期，温度出现下降的趋势，直至发酵成熟即可放罐。
工业发酵过程一般无须加热，因为释放的发酵热常常超过微生物的最适生长温度，所以需要冷却阶段较多。
通常是利用发酵罐的热交换装置进行降温（如采用夹套或蛇形管进行调温），冬季发酵时空气还需进行加热处理，以便维持发酵的正常温度。
2、发酵pH值控制首先应根据不同微生物的特性，不仅要控制原始培养基的pH值，而且在整个发酵过程中，必须随时检测pH值的变化情况，根据发酵过程中的pH值变化规律，选用适当的方法对pH值进行调节和控制。
3、提高溶解氧的措施控制溶解氧的工艺手段主要是从供氧和需氧两方面来考虑。
影响溶解氧效果的主要因素有：（1）通气流量（通风量）；（2）搅拌速度；（3）气体组分中的氧分压；（4）罐压；（5）温度；（6）培养基的物理性质等。
而影响需氧的则是菌体的生理特性，诸如不同菌龄的呼吸强度差别，基质加入时菌丝耗氧的增加等。
4、二氧化碳浓度控制CO2在发酵液中的浓度变化受到许多因素的影响，如细胞的呼吸强度、发酵液的流变学特性、通气搅拌程度；罐压大小、设备规模等。
对CO2浓度的控制主要看其对发酵的影响，如果对发酵有促进作用，应该提高其浓度；反之应设法降低其浓度。
5、泡沫的控制泡沫产生的原因：通气和搅拌、培养基成分、培养基的灭菌方法、培养液的温度、酸碱度、浓度等对发酵过程的泡沫形成也有一定的影响泡沫的消除和防止：了解发酵过程中泡沫的消长规律，方可有效的控制泡沫。
发酵罐温度控制系统讲解
题目：发酵罐温度控制系统设计课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：Array注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算摘要本题要设计的是温度控制系统，发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响。
因此，对发酵过程中的温度进行检测和控制就显得十分重要。
本课题设计了发酵罐温度控制系统，选择的传感器为Cu100，由于信号很小，所以就需要通过差动放大电路进行放大并且经过了滤波电路滤波，然后将处理后的电压信号经过V/I转换，输出4~20mA的电流信号，最后进行仿真分析以及参数的计算，以达到通过对冷水阀开度的控制对发酵罐温度控制的目的。
本系统应用温度控制系统，有助于提高发酵效率，有助于提高工厂产值，并且可以使资源得到更充分的作用。
关键词：温度控制；PID控制器；V/I转换；比较机构目录第1章绪论 (1)第2章课程设计的方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成总体结构 (2)2.3 传感器选择 (2)第3章电路设计 (4)3.1 传感器电路 (4)3.2 比较机构电路 (7)3.3 PID调节器并联实现电路 (7)3.4 V/I转换电路 (8)3.5 直流稳压电源电路 (9)第4章仿真与分析 (10)4.1 传感器电路仿真 (10)4.2 PID控制器电路 (11)4.3 V/I转换电路 (12)第5章课程设计总结 (14)参考文献 (15)附录Ⅰ (16)附录Ⅱ (18)附录Ⅲ (20)第1章绪论在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
其中，温度控制也越来越重要。
在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、发酵罐和锅炉中的温度进行检测和控制。
本次课设要求设计发酵罐的温度控制系统。
发酵是放热反应的过程。
随着反应的进行，罐内的温度会逐渐升高。
而温度对发酵过程具有多方面的影响：它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制，除这些直接影响外；温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度；基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
随着科技的不断发展，自动化控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
本文将基于PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）设计一个应用于啤酒发酵过程中的自动控制系统。
啤酒发酵是一个复杂的过程，需要严格控制温度、压力和气体浓度等参数。
传统的手动控制方式存在操作繁琐、易出错等不足之处，而自动控制系统则可以实现对发酵过程的精确控制，提高产品质量和生产效率。
本系统的硬件主要由传感器、PLC控制器和执行器组成。
使用温度传感器监测发酵罐内的温度，并将采集到的信号传输给PLC控制器。
PLC控制器根据设定的温度范围进行判断，若温度过高则控制执行器启动制冷设备，若温度过低则控制执行器启动加热设备，以此实现对温度的调控。
除了对发酵过程中关键参数进行监测和调控外，自动控制系统还应具备报警和记录功能。
当温度、氧气浓度或压力超过设定的安全范围时，系统应能够及时报警，并记录相关信息以供后期分析和改进。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以实现对温度、氧气浓度和压力等参数的精确控制，提高产品质量和生产效率。
该系统还能够报警和记录异常情况，为工程师提供便捷的故障排查和改进方向。
串级控制系统 发酵罐
•
在控制方面，该系统采用PID控制方式进 在控制方面，该系统采用PID控制方式进 行控制，具有控制稳定、控制精度高等特 点。同时系统还采用了串级控制（溶解氧 与转速、通气流量相关联）、比值控制、 计划曲线控制（温度、通气流量、pH值） 计划曲线控制（温度、通气流量、pH值） 等先进的控制技术。转速采用无级调速、 平稳可靠。
串级控制系统（发酵罐）
生物发酵DCS控制系统 生物发酵DCS控制系统
• 系统实现了发酵罐的空灭、实灭、冷却（一级、二
级）和发酵过程的温度、罐压、搅拌转速，通气流 量、pH、溶解氧、消泡、补料等自动控制。根据实 量、pH、溶解氧、消泡、补料等自动控制。根据实 际需要，还可随时切换到手动方式进行手动操作。 一台工控机可同时对多套发酵罐进行实时监测与控 制，可对各种数据进行存储、查询、打印报表、历 史曲线分析，批数据处理（按批号记录、比较，最 多16条用户可自由选择），超限报 警、历史报警查询，对各种操作事件、登陆事件进 行记录，通过权限登陆进行相应的操作等。此外， 还可以在Excel下查询历史数据。数据处理能力强， 还可以在Excel下查询历史数据。数据处理能力强， 用户操作方便。
发酵罐的基本结构及功能
发酵罐的基本结构及功能
发酵罐是一种用于进行微生物发酵的设备，它由罐体、进出料口、排气装置、搅拌器、温度控制系统和pH控制系统等部件组成。
罐体通常由不锈钢制成，具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能。
进出料口用于加入和取出材料，排气装置能够排出二氧化碳等发酵产生的气体，以保证发酵过程中的氧气不会被过多地消耗。
搅拌器则可以让混合材料均匀加热和混合，使微生物得到更好的生长条件。
温度控制系统和pH控制系统是非常重要的组成部分，它们可以确保发酵罐内环境的稳定性和适宜生长条件。
温度控制系统可以通过加热或冷却来控制发酵罐内部的温度，使微生物在适宜的温度范围内进行发酵。
pH控制系统可以调节发酵罐内的酸碱度，确保微生物能够在适宜的pH值下进行发酵。
发酵罐的主要功能是促进微生物的生长和发酵，生产出需要的发酵产物。
在实际应用中，它被广泛应用于食品、药品、生物质能等领域。
例如，发酵罐可以用来生产酸奶、酵母、酒精、酢酸、抗生素等产品。
在使用发酵罐时，还需要注意保持罐体内的清洁卫生，以免杂菌或病菌的污染影响生产效果。
此外，及时检查和更换罐体内的配件和维护系统，也是确保发酵罐正常运转和延长寿命的关键措施。
综上所述，发酵罐是进行微生物发酵的重要设备，它的基本结构和功能对于生产出优质发酵产品至关重要。
同时，在使用发酵罐的过程中，需要合理运用控制系统和注意卫生维护问题，以保证生产过程的顺利进行和更好地保护人的健康和安全。
发酵罐工作原理
发酵罐工作原理
发酵罐是一种用于进行发酵过程的设备，其工作原理主要涉及温度、湿度和氧气等因素。
在发酵过程中，微生物通常是通过代谢来产生所需的产物。
以下是发酵罐的工作原理：
1. 控制温度：发酵罐内部的温度对微生物的生长和代谢过程至关重要。
因此，发酵罐通常配有温度控制系统，以确保罐内保持适宜的温度。
这可以通过加热或冷却罐内的介质来实现，以维持理想的温度范围。
2. 调节湿度：湿度是维持发酵过程中微生物正常生长和代谢所必需的。
因此，发酵罐通常具有湿度控制功能，以确保罐内的湿度处于适宜的范围内。
这可以通过增加或减少罐内的湿度源来实现，以满足微生物生长的要求。
3. 调节氧气供给：微生物在发酵过程中需要氧气进行代谢。
为了提供足够的氧气，发酵罐通常配有气体供给系统，以确保罐内保持适宜的氧气水平。
这可以通过通入空气或其他纯化的氧气源来实现，以满足微生物代谢的需求。
4. 混合和搅拌：发酵过程中，混合和搅拌是必要的，以保持罐内微生物和培养基的均匀分布。
发酵罐通常配有搅拌装置，以确保培养基中的微生物和营养物质均匀混合，并促进氧气的分散。
5. 监测和控制系统：为了确保发酵过程的稳定和控制，发酵罐通常配备监测和控制系统。
这些系统可以实时监测和记录发酵
过程中的温度、湿度、氧气和pH值等关键参数，并自动调节系统操作，以维持最佳条件。
总之，发酵罐通过控制温度、湿度和氧气等因素，为微生物的生长和代谢提供了合适的环境，并通过混合和搅拌来促进物料的均匀分布，以实现发酵过程的有效进行。
发酵罐的结构系统及使用
发酵罐的结构系统及使用发酵罐是用于微生物发酵生产的设备，广泛应用于食品、饲料、制药、化工等领域。
发酵罐的结构系统主要包括罐体结构、装置结构、传动系统和控制系统。
一、罐体结构发酵罐的罐体一般采用不锈钢材料制成，其外形一般为圆筒形或立方体。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，能够耐受发酵过程中产生的酸碱性物质和高温高压等条件。
罐体内部通常是光滑的，以便于清洁和消毒。
为了方便观察和操作，罐体还会设置有透明或打开的观察口和进出料口。
二、装置结构发酵罐的装置结构主要包括搅拌装置、通气装置和温控装置等。
1.搅拌装置：搅拌装置可以通过改变液体中微生物、氧气和营养物质的接触程度，提高发酵效率。
搅拌装置通常由电动机、减速器和搅拌器组成，搅拌器的形式有桨叶式、锚式、螺旋式等。
选用合适的搅拌装置，可以保证物料的均匀性和发酵过程的稳定性。
2.通气装置：通气装置可以提供微生物生长所需的氧气，并帮助排出产生的二氧化碳等气体。
通气装置一般由气体过滤器、气体压力调节器和气体分配器等组成，可以实现对罐内气体浓度和压力的控制。
3.温控装置：温控装置可以控制发酵罐内的温度，确保环境适宜微生物的生长。
温控装置一般由加热装置、冷却装置和温度传感器组成。
通过控制加热和冷却设备的工作，可以保持发酵罐内温度的稳定和均匀。
三、传动系统发酵罐的传动系统主要用于驱动搅拌装置和通气装置的运转。
传动系统一般由电动机、传动装置和传动轴等组成。
根据发酵罐的规模和需求，可以选用不同功率和转速的电动机，并通过传动装置将电动机的转动传递给搅拌装置和通气装置。
四、控制系统发酵罐的控制系统用于实时监测和控制发酵过程中的各个参数。
主要包括温度控制器、压力控制器、液位控制器、pH控制器等。
通过这些控制器，可以对发酵罐的温度、压力、液位和pH值进行实时监测，并通过传感器的信号来调控加热、冷却、通气等设备的工作，以实现发酵过程的自动化控制。
发酵罐的使用过程中，需要严格控制和监测发酵过程中的各个参数。
啤酒发酵自动控制系统设计
啤酒发酵自动控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，自动化控制在各个领域的应用越来越广泛。
啤酒发酵作为一项重要的食品生产过程，实现其自动化控制对于提高生产效率、产品质量和节约能源具有重要意义。
本文将介绍一种啤酒发酵自动控制系统的设计，包括传感器、执行器、控制器的设计以及实验验证。
二、系统设计啤酒发酵自动控制系统主要包括控制方案、电路设计和软件设计。
控制方案采用基于传感器反馈的闭环控制，电路设计包括传感器、执行器和控制器等模块，软件设计采用嵌入式系统实现控制算法。
三、传感器设计传感器是啤酒发酵自动控制系统的关键部分，用于检测发酵过程中的重要参数，如温度、压力、液位等。
本系统采用高精度、稳定可靠的传感器，通过嵌入式芯片进行信号处理和反馈控制。
同时，为确保传感器准确工作，采用校准和数据修正技术对传感器进行定期维护和校准。
四、执行器设计执行器是系统的另一个重要组成部分，用于执行控制算法并驱动被控对象。
本系统采用电动调节阀作为执行器，通过接收控制器的信号来调节发酵罐内的温度、压力和液位等参数。
为确保执行器快速、精确地响应，选用具有高动态性能的电动调节阀，同时对执行器进行定期维护和校准。
五、控制器设计控制器是整个系统的核心部分，负责接收传感器的反馈信号，根据预设的控制算法对执行器进行控制，以实现啤酒发酵过程的自动化。
本系统采用嵌入式控制器，具有高可靠性、快速响应和鲁棒性等特点。
控制器通过算法优化，实现精确控制和自适应调节，以满足不同工况下的控制要求。
六、实验验证为验证啤酒发酵自动控制系统的有效性和可靠性，进行了一系列实验。
实验设置包括发酵罐、传感器、执行器和控制器等关键部件。
数据采集和处理采用专业的测试仪器进行实时监测与记录。
实验结果表明，该自动控制系统能够有效地控制啤酒发酵过程，确保产品质量和生产效率的提升。
同时，实验结果还显示，系统的稳定性和可靠性得到了充分验证，为实际生产提供了可靠保障。
七、结论本文介绍的啤酒发酵自动控制系统设计在实现生产过程的自动化和智能化方面具有显著优势。
发酵罐的pH值和溶氧测量与控制系统
公两个人，一条鱼也足够我们吃了。盛情难却
发酵过程是微好氧过程，要求反应体系保持很低
的溶氧值；还有一些高好氧过程的氧消耗速率很 快，造成发酵液中的溶解氧浓度很低，这些过低
的溶氧值都可能是溶氧电极无法精确测量的正常与否。
1ck0f7c7f 发酵罐/
细胞生长都有最适 pH 值，因此需要对培养
介质的 pH 进行检测和控制。
pH 控制系统包括 pH 电极、酸及碱储罐、耐
酸或碱的管道和泵及相应的控制系统组成。根据 不同生物反应体系的实际需要，可以只加酸或加
公两个人，一条鱼也足够我们吃了。盛情难却
碱系统，也可以两者都具备。在流加培养时，通
过碳源或/和氮源的补料也能起到调节 pH 的作 用。
溶氧是好氧发酵体系最重要的参数之一。传
统的工业发酵罐只是简单地通过人工调节空气 流量来实现溶氧控制，可灭菌的溶氧电极改变了
公两个人，一条鱼也足够我们吃了。盛情难却
这种情况，使溶解氧浓度也可以实现在线检测和
控制，为及时了解发酵过程的进程及提高产物产 量创造了条件。有些先进的发酵罐还配备了发酵
罐尾气分析装置，可在线分析尾气中的氧及二氧
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计引言啤酒是一种古老的酿造饮料，而发酵是啤酒酿造过程中其中一个最关键的步骤。
发酵过程需要严格的控制温度、压力和搅拌速度等参数，以确保最终产品的质量和风味。
开发一套自动控制系统来监测和调节发酵过程是至关重要的。
本文将介绍一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计，以及其在啤酒酿造中的应用。
一、啤酒发酵过程的控制需求啤酒发酵是在一定条件下，酵母利用麦芽中的糖类产生酒精和二氧化碳的过程。
这个过程需要严格的控制来保证啤酒的质量和口感。
发酵过程中需要控制以下参数：1.温度：酵母在不同温度下会有不同的发酵速率，过高或过低的温度都会影响发酵的效果。
2.压力：发酵过程会产生大量的二氧化碳，需要通过控制压力来避免发酵罐的爆炸。
3.搅拌速度：搅拌速度会影响酵母和麦芽的接触和传质速度，从而影响发酵效果。
一套自动控制系统需要能够实时监测发酵过程中的温度、压力和搅拌速度等参数，并且能够根据实时数据对这些参数进行调节。
二、基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的设备。
它能够接收输入信号做出相应的逻辑运算，并产生输出信号来控制设备。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计如下：1.传感器和执行元件选型：系统需要使用温度传感器、压力传感器和搅拌器执行元件来感知和控制发酵过程中的各项参数。
传感器需要选择能够适应潮湿、高温环境的工业级传感器，执行元件需要选择能够承受高温、高压的设计。
2.PLC选型：根据系统的需求，选用适合的PLC型号，能够满足系统的输入输出信号需求，并且能够稳定可靠地运行在工业环境中。
3.系统架构设计：根据发酵过程的特点和需求，设计系统的硬件架构和控制逻辑。
系统需要能够同时监测和控制多个参数，并且能够在异常情况下及时报警。
系统需要能够记录历史数据以便后续分析和追溯。
4.编程设计：根据系统的硬件架构和控制逻辑，编写PLC程序，实现对发酵过程中各项参数的实时监测和控制。
啤酒发酵自动控制系统中的压力控制方法
啤酒发酵自动控制系统中的压力控制方法
在啤酒发酵自动控制系统中，压力控制是非常重要的一环。
合理的压力控制可以保证发酵过程的稳定性和啤酒的质量。
以下是几种常见的啤酒发酵压力控制方法：
1.死负反馈控制：这是一种最基本的压力控制方法。
系统会
通过传感器实时监测发酵罐内的压力变化，并将监测到的信号
与预设的目标压力进行比较。
一旦压力超过目标值，控制器会
自动调节发酵罐中的排气阀门，通过释放部分废气来降低压力。
相反，如果压力低于目标值，控制器则会自动关闭排气阀门，
阻止废气排出，从而提高压力。
2.气体调节阀控制：这种控制方法主要依靠气体调节阀来控
制发酵罐中的压力。
发酵罐内设有一个气体调节阀，其开度可
以根据压力传感器的反馈信号自动调整。
当压力超出设定范围时，控制器会通过改变气体调节阀的开度来调节气体流量，从
而达到控制压力的目的。
3.液位调节控制：液位调节是一种间接控制压力的方法。
通
过控制发酵罐中的液位，可以间接地控制压力的变化。
当罐内
压力过高时，控制器会通过增加液位来增加压力释放，反之亦然。
4.温度控制：虽然不是直接控制压力的方法，但是温度控制
在啤酒发酵过程中对于控制压力具有重要作用。
通过控制发酵
罐中的温度，可以间接地影响发酵的速率和产生的废气量，从
而进一步控制罐内的压力。
综上所述，压力控制是啤酒发酵自动控制系统中的重要环节。
通过合理选择控制方法，结合压力传感器的反馈信号，控制器
可以实时调节罐内的压力，保证发酵过程的稳定性，从而生产
出高质量的啤酒。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计啤酒发酵是一个复杂且关键的过程，它涉及到多个参数的监测和调节，确保啤酒的质量和一致性。
在传统的啤酒生产中，人工操作是主要的控制方式，但它存在一些问题，例如操作人员的经验差异和劳动强度大。
为了解决这些问题，并提高啤酒发酵过程的自动化程度和控制精度，本文提出了一种基于PLC的啤酒发酵自动控制系统设计。
该系统主要由温度传感器、液位传感器、压力传感器和PLC控制器组成。
温度传感器用于监测发酵罐中的温度，液位传感器用于监测发酵罐中的液位，压力传感器用于监测发酵罐中的压力。
PLC控制器根据传感器采集到的数据，对发酵过程进行自动控制。
系统的整体工作流程如下：温度传感器采集到发酵罐中的温度数据，然后传输给PLC控制器。
PLC控制器根据预设的温度范围，判断发酵过程是否正常。
如果温度超出预设范围，PLC控制器会自动调节发酵罐中的加热器或制冷器，以使温度回到正常范围。
然后，液位传感器采集到发酵罐中的液位数据，传输给PLC控制器。
PLC控制器根据预设的液位范围，判断发酵过程是否正常。
如果液位超出预设范围，PLC控制器会自动调节发酵罐中的进料量或排出量，以使液位回到正常范围。
压力传感器采集到发酵罐中的压力数据，传输给PLC控制器。
PLC控制器根据预设的压力范围，判断发酵过程是否正常。
如果压力超出预设范围，PLC控制器会自动调节发酵罐中的通气量或排气量，以使压力回到正常范围。
通过以上的工作流程，基于PLC的啤酒发酵自动控制系统可以实现对温度、液位和压力等参数的自动监测和调节，保证了发酵过程的稳定性和一致性。
与传统的人工操作相比，该系统具有操作简单、精确度高和可靠性强的优点，可以大大提高啤酒生产的效率和质量。
基于PLC的啤酒发酵自动控制系统是一个高效、准确、可靠的控制系统，能够实现啤酒发酵过程的自动化控制，提高生产效率和质量。
在啤酒生产过程中具有广阔的应用前景。
400-名词术语-发酵罐温度的控制
发酵罐的温度控制
发酵罐的温度控制分为人工控制和自动控制。
人工控制是指操作人员根据发酵罐温度表的变化，随时开关冷带进口阀门控制冷媒进出量达到降温目的。
而自动控制是在发酵罐体适当高度处安装温度传感器，在冷带进口处安装电磁阀，并设定控温参数。
当测量值高于设定值时，说明罐温高需要降温，控制器发出开阀信号,发酵罐冷媒电磁阀打开,冷媒从发酵罐冷带低端进入环绕一圈从高端流出,此时冷媒在冷带的流动过程中,将罐内的热量带出;反之,当检测值低于设定值时,控制器发出关闭信号,发酵罐冷媒电磁阀关闭,冷带冷媒停止流动。
同时冷带与罐内物料的热交换停止。
原理图如图1。
图1 发酵罐温控系统图。
生物发酵罐原理
生物发酵罐原理
生物发酵罐是一种用于生物发酵过程的设备，它通过提供合适的环境条件，使微生物能够在其中进行生长和代谢活动，产生目标产物。
生物发酵罐的原理可以总结为以下几点：
1. 通气系统：生物发酵罐中配备了通气系统，能够保证适量的氧气进入罐内，并将二氧化碳等废气排出。
这对于微生物的生长和代谢非常重要，因为微生物通常需要氧气来进行呼吸作用，产生所需的能量。
2. 常温环境控制：生物发酵罐能够控制罐内的温度，以确保微生物处于适宜的生长温度范围。
不同的微生物对温度的要求有所不同，因此需要根据具体的发酵过程来调节温度。
3. 电子搅拌器：发酵罐内配备了电子搅拌器，用于保持罐内培养物的均匀混合。
搅拌操作有助于微生物与培养基充分接触，增加氧气传递率，并防止沉淀物的形成。
4. 进料和出料系统：生物发酵罐有进料和出料系统，可以方便地将培养物添加到罐内，以及从罐内将产物取出。
进料和出料的方式可以根据发酵过程的需要进行调整，以确保发酵过程的稳定性和高产量。
5. pH控制：发酵过程中pH的控制也非常重要。
微生物对pH
有不同的敏感度，因此保持罐内pH在适宜的范围内可以提高
微生物的生物活性和产物的质量。
综上所述，生物发酵罐通过控制通气、温度、搅拌、进料和出料系统以及pH等因素，为微生物的生长和代谢提供了一个适宜的环境，从而实现了高效的发酵过程。
关于发酵罐的控制系统
关于发酵罐的控制系统关于发酵罐的控制系统一 参数控制参数控制1温度控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-150℃温度℃温度b 输出温度需通过校对调整，输出温度需通过校对调整，可编在程序内，可编在程序内，可编在程序内，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，也可以做个人机界面，使用人调整使用人调整（a+bx ）c 工作温度设定，通过人机界面由使用人输入工作温度设定，通过人机界面由使用人输入d 控制温度设定，分上限和下限，可采用工作温度加偏差温度（如0.5℃、1℃等）由使用人设定，也可以采用直接的温度值由使用人设定，也可以以0.50.5℃的偏℃的偏差直接写入程序差直接写入程序e 控制方式：控制方式：低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，低于下限温度自动启动加热，高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；高于上限温度自动启动冷却；加热和加热和冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加热时间加热时间加热时间（热水阀（热水阀开启的时间，范围0-5分钟）和加热间隔时间（可设置为两次加热的间隔时间，也可以设置为热水阀关闭的时间，可以0-10分钟，由于加热过程中，热水进入发酵罐夹套后，入发酵罐夹套后，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，所以，所以，所以，关闭热水阀后要关闭热水阀后要等一段时间，避免频繁启动而温度波动过大；同理，冷却过程也需要设置“冷却时间”和“冷却间隔时间”却时间”和“冷却间隔时间”2 酸碱度（pH ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-14的pH 值b 输出pH 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c pH 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制pH 值设定，分上限和下限，分上限和下限，可采用工作可采用工作pH 值加偏差pH 值（如0.1、0.2等）由使用人设定，也可以采用直接的pH 值由使用人设定，值由使用人设定，e 控制方式：低于下限pH 值自动启动加碱，高于上限温度自动启动加酸；加碱和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：参数为：参数为：加碱时间加碱时间加碱时间（加碱（加碱蠕动泵开启的时间，蠕动泵开启的时间，范围范围0-5分钟）分钟）和加碱间隔时间和加碱间隔时间和加碱间隔时间（可设置为两次加碱的间（可设置为两次加碱的间隔时间，隔时间，也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵也可以设置为加碱蠕动泵 关闭的时间，关闭的时间，可以可以0-10分钟，由于加碱过程中，氨水进入发酵罐后，发酵罐的pH 值上升要滞后一段时间，所以，关闭加碱蠕动泵后要等一段时间，避免频繁启动而pH 值波动过大；同理，加酸过程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”3 溶氧值（Do ）控制a 信号输入为4-20mA 电流,对应输出为0-100的Do 值b 输出Do 需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx ）c Do 值设定，通过人机界面由使用人输入值设定，通过人机界面由使用人输入d 控制Do 值设定，分上限和下限，可以采用直接的Do 值由使用人设定，值由使用人设定，e 搅拌电机的转速可设定为手动和自动，手动时由使用人通过人机界面直接输入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（Do Do Do）相关联）相关联）相关联f 控制方式：低于下限Do 值自动启动搅拌电机加速，高于上限Do 值自动启动搅拌电机减速；加速和减速过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：加速的速度值（范围可50转/分钟）和加速间隔时间（可设置为0-5分钟，由于加速过后，溶氧的提高要滞后一段时间，所以，关闭加速后要等一段时间，如Do 值符合要求则维持在调整后的转速工作，如Do 值仍偏低，则继续提高一档转速，直至达到最高转速，避免频繁启动而Do 值波动过大）；同理，减速过程也需要设置“减速的速度值”（也可以50转/分钟一档）和“减速间隔时间”，转速减到最低值就不再减速，转速减到最低值就不再减速4 消泡控制a 信号为开关量信号为开关量b 控制参数为自动状态下的消泡剂添加量（以毫升显示，实际对应为1毫升/秒种）和间隔时间（0-5分钟）分钟）c 控制方式为手动/自动切换，手动时钮子开关人工确定添加量，自动时控制蠕动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间 5 补料控制补料控制全部为人工设定，设定参数两个：补料的时间（按绝对时间，即×月×日×时×分）和补料量（以毫升显示，按1毫升/秒种控制），每次可设定3个时间点（即每次进入补料的人机界面可预设定3次补料）次补料）二 报警报警报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值 三 记录记录采用表格和曲线两种方式，查询和输出的时间段由使用人选择，表格的输出还需要使用人确定时间间隔，默认时间间隔为10分钟，消泡和补料控制不需要曲线输出要曲线输出。
啤酒发酵自动控制系统(正文)
本科生毕业设计（论文）中文题目：啤酒发酵自动控制系统英文题目：Beer fermentation Automatic Control System摘要啤酒工业是我国食品工业中一个重要的产业部门，随着国民经济的发展和人民生活的改善，我国啤酒工业也得到空前发展。
尽管如此，我国的啤酒生产工业前存在许多不尽如人意的地方一。
由于啤酒生产的工艺复杂，目前我国大多数啤酒生产企业技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。
如何提高啤酒生产的综合自动化水平，增强我国啤酒产业的综合实力是一个很好的研究课题。
发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一，本文针对实验室啤酒发酵装置技术装备落后、自动化程度低、产品质量不稳定以及啤酒发酵罐温度所具有的大时滞、强关联、时变、大时间常数和多变量的特点，提出了以AT89S52单片机为核心的数字化温度控制系统方案。
在发酵罐中设置上、中和下三个测温点，控制系统对这三个测温点进行循环检测，然后将检测到的温度信号送到单片机，由单片机通过具体程序对以上三个信号进行处理，通过本文设定的特殊控制算法决定每层控制阀的开度，从而实现了啤酒发酵罐内部麦汁三层温度的精确控制，进而解决了啤酒发酵罐内部温度控制系统控制精度不高的问题，提高了啤酒生产的综合自动化水平。
关键词：AT89852单片机啤酒发酵温度控制ABSTRACTThe thesis puts forward the numeric temperature control system that depends on the principle of single AT89S52，which aims at outdated beerferment equipment, low automation ,instable product and the wheat-liquor temperature in a ferment that has inherence characteristics of multivariable, seriously nonlinear, uncertain, time-variant and largedelay. There are three measure temperature points in a ferment, the temperature signals of the ferment that can be detected circularly by thecontrol system will be sent to the single, and then the single will dealwith the three signals by some specific programs and the opening of thecontrol valves in the three layers is decided by some designed specialcontrol arithmetic. The three layer temperature of the ferment will be controlled precisely, consequently the low control precision of the beerferment internal temperature system has been improved and the comprehensive automation level of beer production will be improved. Atthe same time, the communication strategy between a beer ferment equipment temperature control system and computer has been studied in the thesis,and the hardware and software of the system have been introduced in detail.System simulation has been done in the thesis about a laboratory ferment arithmetic model that base on the experiment status, and the controleffect is better, so the system feasibility is validated theoretically.The disquisition has some reference value to the temperature controlsystem development of small scale ferment equipment in a factory. KEYWORDS:AT89S52 beer ferment temperature control目录1绪论................................................. .. (5)1. 1啤酒生产工艺流程 (5)1. 2国内外啤酒发酵温度控制系统发展现状 (6)1. 2. 1国内外温度控制系统发展 (6)1. 2. 2国内啤酒发酵温度控制系统发展现状 (7)1. 3课题研究目的 (9)1. 4课题研究内容及方案. (9)2啤洒发酵工艺和发酵罐温度控制方案.................... .. (10)2. 1啤酒发酵工艺 (10)2. 1. 1糖化 (10)2. 1. 2发酵................................ . (10)2. 2控制系统选择...................................... . (11)2. 2. 1被控对象分析 (11)2. 3控制系统方案确定 (13)3硬件电路设计...................................... .. (14)3. 1啤酒发酵罐温度控制系统电路结构 (14)3. 2主要器件选择及简介 (15)3. 2. 1单片机AT89S52 (15)3. 2. 2温度传感器DS18B20 (16)3. 2. 2. 1 DS18B20结构 (16)3. 2. 3 LED显示驱动MAX7219 (17)3. 3功能电路设计 (19)3. 3. 1测温电路 (19)3. 3. 2显示与按键电路设计 (20)3. 3. 2. 1显示电路设计 (20)3. 3. 2. 2按键电路设计 (22)3. 3. 3报警电路设计......................... . (23)3. 3. 4接口电路设计 (24)3. 3. 4. 1与上位机通讯接口 (24)3. 3. 4. 1. 1 RS-232C总线接口 (25)3. 3. 4. 1. 2 RS-422总线接口 (26)3. 3. 4. 2与串行E2PROM的接口电路 (27)4系统软件设计....................................... . (30)4. 1系统构成 (30)4 .2系统软件设计思想 (31)4. 3主程序MAIN .................. . (32)4. 4掉电保护程序 (34)4. 5系统监控程序 (35)4. 6采样程序模块.......................................... .36 4. 7显示程序模块.. (37)4. 8系统时钟控制模块 (39)4. 9通信模块 (40)5模糊PID在啤洒发酵罐温度控制系统中的应用.......... . (43)6经济分析报告............................................ . (46)7结论.................................................... . (47)8参考文献................................................ . (48)9致谢.................................................... . (49)10附录一：总电路图....................................... . (50)11附录二：总程序表....................................... . (51)1绪论1.1啤酒生产工艺流程啤酒生产可以分成两大部分:麦芽制取和啤酒酿造。
发酵罐温度单回路控制系统
1.概述发酵工程是应用生物（主要是微生物）为工业大规模生产服务的一门工程技术，也称微生物工程。
发酵工程是包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。
现代发酵工程不但应用于生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且还可以生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。
发酵反应器（发酵罐）是发酵企业中最重要的设备。
发酵罐式必须具有适宜于微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低消耗下获得较高产量。
例如，发酵罐的结构应尽可能简单，便于灭菌和清洗；循环冷却装置维持适宜的培养温度；由于发酵时采用的菌种不同、产物不同或发酵类型不同，培养或发酵条件又各有不同，还要根据发酵工程的特点和要求来设计和选择发酵罐的类型和结构。
通风发酵设备要将空气不断通入发酵液中，供给微生物所需的氧，气泡越小，气泡的表面积越大，氧的溶解速率越快，氧的利用率也越高，产品的产率就越高。
通风发酵罐有鼓泡式、气升式、机械搅拌式、溢流喷射自吸式等多种类型。
机械搅拌通风发酵罐是发酵工厂常用的类型之一，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和賿液充分混合促使氧在賿液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气，同时强化热量传递。
无论是微生物发酵、酶催化或动物植物细胞培养的微生物工程工厂都应用此类设备，占目前发酵罐总数的70%～80%，常用语抗生素、氨基酸、有机酸和酶的发酵生产。
机械搅拌通风发酵罐是属于一种搅拌釜式反应器，除用作化学反应和生物反应器外搅拌反应器还大量用于混合、分散、溶解、结晶、萃取、吸收或解吸传热等操作。
搅拌反应器由搅拌容器和搅拌机两大部分组成。
加班容器包括筒体、换热原件及内构件、搅拌器、搅拌轴及其密封装置、传动装置等统称为搅拌机。
1.1温度对发酵的影响微生物药品发酵所用的菌体绝大多数十中温菌，如丝状真菌、放线菌和一般细菌。
发酵自动控制系统要求
发酵自动控制系统要求本公司新增设备：4台50L发酵罐、2台2T发酵罐（自动控制温度、pH、DO、搅拌转速、补料、消泡、罐压），要求对该套发酵系统配备如下要求的全自动控制系统，包括相应的电器元件及控制部件以及调试培训。
一、罐温度自动控制系统1. 控制方式：夹套水浴加热、冷却，PID 全自动设定控制。
2. 显示范围：0-199.9℃控制精度：±0.1℃，控制范围：水浴水箱温度+5℃～65℃±0.5%。
3. 控制内容：智能模糊控制、数据自动记录、曲线显示，可分段控制4. 执行机构：Pt100 温度传感器, 电磁阀加手动控制冷却水降温（冷却水池及冷却塔由用户自建）。
恒温水箱提供热水用于罐体升温。
二、转速控制1. 采用斜齿轮减速电机；2. 采用台达变频调速器；3. 转速输出并无极可调，转速数据有相应的信号输出，供下位机采集、记录。
罐名电机功率变频器功率转速50L 种子罐0.55KW 50-500rpm 4台2000L 发酵罐4KW 50-350rpm 2台三、补料控制1. PID 全自动设定控制；2. 发酵过程分段控制（根据发酵时间，补料自动变量控制，至少10 段）补料量、曲线分析、加入量累计、显示记录、数据保存。
四、压力显示1. 控制方式：手动控制2. 执行机构：不锈钢指针式压力表，现场指示压力。
五、pH 显示1. 控制方式;全自动控制，全数字化设定。
2. 显示范围：pH 数显变送器，0.00-14.00PH±0.01，显示精度：0.01PH。
全自动控制范围：2.00-12.00±0.02，上下限设定,自动报警。
3. 控制内容：发酵过程顺序控制；可以进行pH 值曲线分析；批报表分析；自动控制蠕动泵添加酸和碱，精确控制pH，pH 值异常报警，。
酸加入量累计显示记录、碱加入量累计显示记录，发酵过程可分段控制（根据发酵时间，自动变量控制，至少10 段），数据保存。
4. 执行机构：外源自动补酸碱，梅特勒PH 玻璃凝胶电极及电极连接原厂专用屏蔽线，电极可高温在位灭菌，灭菌温度：121℃，在线检测，不锈钢PH 电极护套。
艾吾丁发酵罐尾气加热灭活控制系统
艾吾丁发酵罐尾气加热灭活控制系统说明书艾吾丁发酵罐尾气加热灭活控制系统1、总体设计它的温度控制选择了检测发酵罐的上、中、下段温度的方法，通过上、中、下3段液氨进口的两位式电磁阀来实现发酵罐温度控制，图如下在这次设计中，采用闭环控制系统，采集电路从发酵罐中采集温度，通过模拟量控制模块，把采集的模拟信号转换成对应的数值信号送入PLC中，与给定的温度信号比较，经过PID运算，通过输出差值信号来调节电磁阀的开关状态，从而控制进入发酵罐冷却夹套中液氨的多少来调节发酵罐的温度。
1）被控对象中：啤酒发酵是在发酵罐中静态进行的，是由罐体、冷却带、保温层等部件组成。
啤酒发酵要严格的按着工艺曲线进行，否则就会影响啤酒质量。
为了有利于热量的散发，在发酵罐的外壁设置了上、中、下三段冷却套，相应设立上、中、下三个测温点和三个偏心气动阀，通过阀门开度调节冷却套内的冰水流量以实现对酒体温度的控制。
以阀门开度为控制量，酒体温度为被控量，相应有3个冷媒阀门，通过控制流过冷却带的冷媒流量，控制发酵罐的温度。
在发酵的过程中，温度在不断的升高，当达到上限温度时，要打开制冷设备，通过酒精在冷却管内循环使罐内的温度降下来。
当发酵温度低于工艺要求的温度时，关闭冷媒，则啤酒按工艺要求继续发酵，整个发酵过程大约20多天完成。
因此，控制好啤酒发酵过程中温度及其升降速率是决定啤酒质量和生产效率的关键。
2）啤酒发酵温度曲线它有自然升温、高温恒温控制、降温及低温恒温控制等三个阶段，设计以PLC为核心的啤酒发酵控制器。
每个控制器控制一个发酵罐。
具体的温度控制采用PID 算法实现。
PID控制以其简单可靠、容易实现、静态性能好等优点而广泛应用于实际工业过程中。
2、控制系统的硬件最适温度是一种相对概念，是指在该温度下最适于菌的生长或发酵产物的生成。
选择最适温度应该考虑微生物生长的最适温度和产物合成的最适温度。
最适发酵温度与菌种，培养基成分，培养条件和菌体生长阶段有关。
发酵罐压力控制实训总结
发酵罐压力控制实训总结
发酵罐压力控制实训总结如下：
在发酵罐压力控制实训中，我们主要学习了如何控制发酵罐的压力，以确保发酵反应的有效进行。
首先，我们需要了解发酵过程中产生压力的原因。
发酵是一种生物化学过程，微生物在一定条件下进行代谢活动并产生气体（如二氧化碳）的过程。
气体的产生会使发酵罐内部的压力逐渐增加。
因此，控制发酵罐的压力对于保持发酵过程的稳定非常重要。
其次，我们需要了解发酵罐的压力控制系统。
通常，发酵罐的压力控制系统由压力传感器、控制阀和控制器组成。
压力传感器可以实时监测发酵罐内部的压力变化，并将信号传递给控制器。
控制器根据设定的压力范围，判断是否需要调整控制阀的开度，通过调整控制阀的开度来控制发酵罐的压力。
在实训中，我们需要首先根据实验要求设置好发酵罐的目标压力范围。
然后，根据实际情况，通过调整控制阀的开度，使发酵罐的压力稳定在设定的范围内。
同时，我们需要注意监测发酵罐内部其他重要参数，如温度、pH值等，以确保发酵过程的顺利进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关于发酵罐的控制系统
一参数控制
1温度控制
a 信号输入为4-20mA电流,对应输出为0-150℃温度
b 输出温度需通过校对调整，可编在程序内，也可以做个人机界面，使用人调整（a+bx）
c 工作温度设定，通过人机界面由使用人输入
d 控制温度设定，分上限和下限，可采用工作温度加偏差温度（如0.5℃、1℃等）由使用人设定，也可以采用直接的温度值由使用人设定，也可以以0.5℃的偏差直接写入程序
e 控制方式：低于下限温度自动启动加热，高于上限温度自动启动冷却；加热和冷却过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：加热时间（热水阀开启的时间，范围0-5分钟）和加热间隔时间（可设置为两次加热的间隔时间，也可以设置为热水阀关闭的时间，可以0-10分钟，由于加热过程中，热水进入发酵罐夹套后，发酵罐的温度上升要滞后一段时间，所以，关闭热水阀后要等一段时间，避免频繁启动而温度波动过大；同理，冷却过程也需要设置“冷却时间”和“冷却间隔时间”
2 酸碱度（pH）控制
a 信号输入为4-20mA电流,对应输出为0-14的pH值
b 输出pH需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx）
c pH值设定，通过人机界面由使用人输入
d 控制pH值设定，分上限和下限，可采用工作pH值加偏差pH值（如0.1、0.2等）由使用人设定，也可以采用直接的pH值由使用人设定，
e 控制方式：低于下限pH值自动启动加碱，高于上限温度自动启动加酸；加碱和加酸过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数为：加碱时间（加碱蠕动泵开启的时间，范围0-5分钟）和加碱间隔时间（可设置为两次加碱的间隔时间，也可以设置为加碱蠕动泵关闭的时间，可以0-10分钟，由于加碱过程中，氨水进入发酵罐后，发酵罐的pH值上升要滞后一段时间，所以，关闭加碱蠕动泵后要等一段时间，避免频繁启动而pH值波动过大；同理，加酸过程也需要设置“加酸时间”和“加酸间隔时间”
3 溶氧值（Do）控制
a 信号输入为4-20mA电流,对应输出为0-100的Do值
b 输出Do需通过校对调整，需通过人机界面，使用人调整（a+bx）
c Do值设定，通过人机界面由使用人输入
d 控制Do值设定，分上限和下限，可以采用直接的Do值由使用人设定，
e 搅拌电机的转速可设定为手动和自动，手动时由使用人通过人机界面直接输入，自动时则需要设定一个初始值和最低值，然后与溶氧（Do）相关联
f 控制方式：低于下限Do值自动启动搅拌电机加速，高于上限Do值自动启动搅拌电机减速；加速和减速过程需分别由使用人通过人机界面设定参数，参数
为：加速的速度值（范围可50转/分钟）和加速间隔时间（可设置为0-5分钟，由于加速过后，溶氧的提高要滞后一段时间，所以，关闭加速后要等一段时间，如Do值符合要求则维持在调整后的转速工作，如Do值仍偏低，则继续提高一档转速，直至达到最高转速，避免频繁启动而Do值波动过大）；同理，减速过程也需要设置“减速的速度值”（也可以50转/分钟一档）和“减速间隔时间”，转速减到最低值就不再减速
4 消泡控制
a 信号为开关量
b 控制参数为自动状态下的消泡剂添加量（以毫升显示，实际对应为1毫升/秒种）和间隔时间（0-5分钟）
c 控制方式为手动/自动切换，手动时钮子开关人工确定添加量，自动时控制蠕动泵的添加时间（添加量）和间隔时间，考虑消泡剂作用的滞后时间
5 补料控制
补料控制全部为人工设定，设定参数两个：补料的时间（按绝对时间，即×月×日×时×分）和补料量（以毫升显示，按1毫升/秒种控制），每次可设定3个时间点（即每次进入补料的人机界面可预设定3次补料）
二报警
报警可以直接写入报警值，每个参数设一个报警上限值和一个报警下限值
三记录
采用表格和曲线两种方式，查询和输出的时间段由使用人选择，表格的输出还需要使用人确定时间间隔，默认时间间隔为10分钟，消泡和补料控制不需要曲线输出。