青霉素制药企业发酵工序自动控制系统
青霉素发酵工业原理流程
青霉素发酵工业原理流程青霉素是一种重要的抗生素药物，广泛应用于医疗领域。
青霉素的生产是通过青霉菌发酵过程实现的，而青霉素发酵工业生产则是将这一过程进行工业化规模化生产的过程。
青霉素发酵工业原理流程是指在工业生产中，如何利用青霉菌进行发酵生产青霉素的流程和原理。
本文将从青霉素的发酵工业生产原理、流程和相关要点详细介绍，希望对读者有所帮助。
一、青霉素的发酵工业生产原理青霉素是由真菌类青霉菌（Penicillium）产生的一类抗菌素，其主要成分是青霉素酶，其分子式为C8H11O2N。
青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成来发挥抗菌作用。
青霉素的发酵工业生产原理基本上是利用青霉菌在适宜的条件下生长、繁殖，通过其代谢产生青霉素酶。
青霉素酶在青霉菌生长过程中，通过正反馈调控，促进青霉素的合成。
青霉素的发酵工业生产原理需要考虑到青霉菌的生长条件、培养基、发酵条件等因素。
青霉菌的生长需要适宜的温度、湿度和氧气供应。
培养基中除了必需的营养物质外，还需要添加一定的辅助营养物质和调节剂，来促进青霉菌的生长和产青霉素酶。
发酵条件则需要控制好发酵罐内的温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等参数，以保证青霉菌的生长和产酶。
二、青霉素的发酵工业生产流程青霉素的发酵工业生产流程包括菌种培养、发酵生产和后续处理等步骤。
1.菌种培养首先是将青霉菌的菌种在培养基中进行预培养。
青霉菌的菌种来源可以是冻干菌粉或者鲜活菌种，通过接种到预培养罐中进行预培养。
预培养的目的是为了让菌种重新活化，并且增加菌种的数量，以用于后续的发酵罐发酵。
预培养罐中的培养条件需要控制好，使得青霉菌的生长处于最佳状态，以获取高活力的菌种。
2.发酵生产接下来是将预培养后的青霉菌菌种接种到发酵罐中进行大规模的发酵生产。
发酵罐中需要控制好温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等参数，以保证发酵过程中青霉菌的最佳生长条件。
在发酵的过程中，青霉菌产生青霉素酶，并将其分泌到培养基中，最终形成青霉素。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺DCS控制系统设计背景生物发酵工艺是一种利用微生物或酶对废弃物或原料进行转化或改变的过程。
生物发酵工艺在多个领域中都有广泛的应用，如食品和饮料生产、制药工程、环境工程等。
为了提高生产效率和产品质量，生物发酵工艺通常需要一个高效的控制系统。
DCS（分散控制系统）是一种用于控制和监控工业过程的先进技术。
DCS控制系统通过集成各种传感器和执行器，实现实时监测和控制生物发酵过程中的各个参数和变量。
在生物发酵工艺中，DCS控制系统可以实现自动调节发酵温度、pH值、溶解氧和浓度等关键参数，从而提高控制精度和生产效率。
设计目标本文档旨在介绍生物发酵工艺DCS控制系统的设计原则和关键要素。
通过合理的控制系统设计，可以优化生物发酵工艺，提高产品质量，降低生产成本，减少人工干预并提高生产效率。
DCS控制系统的基本架构生物发酵工艺DCS控制系统包括以下基本组成部分：1.传感器：用于实时监测生物发酵过程中的温度、pH 值、溶解氧、浓度等关键参数。
2.执行器：通过控制阀门、泵和搅拌器等设备，实现对发酵过程中的温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等变量的调节。
3.控制器：根据传感器测量值和设定值，通过算法计算并发出控制信号，控制执行器调节生物发酵过程中的各个参数。
4.人机界面：通过图形显示界面，实现对生物发酵工艺的监控和操作。
DCS控制系统设计原则在设计生物发酵工艺DCS控制系统时，应考虑以下原则：1.稳定性：控制系统应能实现对生物发酵过程的稳定控制，确保关键参数始终在安全范围内。
2.精确性：控制系统应具备高精度的控制算法和传感器，以确保控制过程的准确性。
3.灵活性：控制系统应具备灵活的参数调节能力，能够适应不同发酵工艺的需求。
4.可靠性：控制系统应具备高可靠性，能够长时间运行而不发生故障。
5.扩展性：控制系统应具备良好的扩展性，能够方便地添加新的传感器或执行器，以适应工艺的变化。
6.安全性：控制系统应具备安全保护功能，能够实时监测和报警，防止事故的发生。
青霉素的发酵工艺过程
青霉素生产工艺1.青霉素的发酵工艺过程 (3)2.工艺流程图 (3)图1.生产工艺过程 (3)图2.生产工艺流程图 (4)3.青霉素发酵工艺控制要点： (4)4.工艺指标 (4)5.物料衡算 (4)a)发酵培养基（g/l） (5)b)种子罐发酵培养基 (5)6.热量衡算 (6)6.1生物热 (7)6.2搅拌热 (7)6.3 汽化热 (7)6.4 发酵热 (7)7.设备：发酵罐 (7)1）公称500m3的发酵罐： (8)2）公称为100m3的发酵罐 (8)3) 公称为20 m3的发酵罐 (8)参考文献： (9)1.青霉素的发酵工艺过程1.冷冻干燥孢子————→琼脂斜面————→米孢子————→种子罐————→发酵罐————→过滤————→醋酸丁酯提取————→脱水脱色————→结晶————→洗涤晶体————→工业盐————→综合应用在发酵过程中补料（碳源，氮源，前体），加消沫剂2.工艺流程图（1）丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h）——一级种子培养液（27°C，种子培养，24h）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天）——发酵液。
（2）球状菌二级发酵工艺流程冷冻管（25°C，孢子培养，6~8天）——亲米（25°C，孢子培养，8~10天）——生产米（28°C，孢子培养，56~60h）——种子培养液（26~25-24°C，发酵，7天）——发酵液。
图1.生产工艺过程图2.生产工艺流程图3.青霉素发酵工艺控制要点：青霉素培养基中碳源主要是工业用葡萄糖，氮源为豆粉、麸质粉、玉米浆。
无机盐主要含硫酸钠、磷酸二氢钾等。
青霉素发酵温度一般为25~26℃，有研究表明青霉素采用变温培养比恒温培养提高产量近15%。
青霉素合成速率对温度的影响最为敏感，这也说明了次级代谢发酵温度控制的重要性。
青霉素发酵过程优化控制问题及方法研究1
青霉素发酵过程优化控制问题及方法研究1）吴树坤(生物与化学工程学院 2012级生物工程 201210902029) 摘要：本文总结了各种过程优化控制方法的特点及其在青霉素发酵过程优化控制中的应用情况，指出了目前青霉素发酵过程建模和优化控制中存在的主要问题，并在对青霉素发酵过程复杂性进行分析的基础上提出了解决方法。
关键词：青霉素发酵过程，建模方法，优化控制1 引言目前，青霉素是世界各国需求量最大的抗生素，主要是通过微生物发酵法进行生产。
高成本和高能耗是其生产的特征，生产成本中，发酵部分占80％以上。
青霉素发酵过程的控制是在对生产菌的环境条件和代谢变化参数测量的基础上，结合代谢调控的基础理论进行，使产生菌的代谢变化沿着最佳的轨迹进行i以较低的能量和物料消耗生产更多的青霉素[1]。
因此，为了提高青霉素的产量，降低生产成本，对青霉索发酵过程进行优化控制就显得格外重要。
为了对青霉素发酵过程进行优化控制，提高产物产率，研究人员进行了大量的研究，并取得了很好的效果。
与青霉素生产初期相比，青霉素发酵的效价提高了1000多倍，平均生产率提高了40多倍，成本下降了90％[2]。
但由于青霉素是微生物的次级代谢产物，微生物发酵的生化反应过程机理复杂，表现出的动态行为复杂多变，使得目前的各种研究仍存在很大的局限性。
近年来，过程优化控制方法得到了较快的发展。
其在各个生产领域的应用也越来越广泛。
为了更好地对青霉素发酵过程进行优化控制，下面对各种优化控制方法的特点及其在青霉素发酵过程中的应用情况作一介绍，在此基础上指出目前青霉素发酵过程建模和优化控制中存在的主要问题，最后结合对青霉素发酵过程复杂性的分析指出解决途径。
2 青霉素发酵生产中的优化控制问题间歇补料批处理方式是目前我国青霉素生产最主要的生产方式，它在发酵开始时一次加入基础料，在发酵过程中不断流加营养物质，发酵终止时一次移走产物。
在青霉索分批发酵过程中，分泌期产生的青霉素约占总量的70％～80％。
年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计毕业设计
青霉素原料药工厂的发酵车间是整个生产过程的核心部分，设计合理的发酵车间能够提高生产效率、降低生产成本、确保产品质量和安全性。
以下是关于年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要点和建议。
1.车间布局设计：（1）合理布局：根据生产工艺流程，确保原料药材、发酵装置、传递设备、操作区域等布局的合理性，保证生产流程的顺畅。
（2）操作区划分：根据生产流程要求，将操作区域划分为原料药材制备区、发酵装置区、发酵液处理区、产物回收区、废水处理区等，确保操作分区并满足卫生要求。
（3）通风设备：配置合理的通风设备，确保车间空气流通和新鲜空气的供应，减少污染物浓度，保证操作人员的健康。
2.发酵装置设计：（1）设备选型：选择合适的发酵装置，通常为发酵罐，根据生产规模选用合适的罐体材料和容量，保证充分利用空间。
（2）测量与控制系统：配置适当的测量设备和自动控制系统，对温度、pH值、替换气体量等关键参数进行实时监测和调控，以确保发酵过程的稳定性和产品质量。
（3）材料供应与回收系统：设计合理的发酵液供应系统，包括原料药材供应、发酵液输送和废液回收等，以减少能源和材料的浪费。
3.卫生和安全：（1）通风排风系统：配置良好的通风设备和排风系统，及时排除车间内的有害气体和异味，保证操作人员的健康。
（2）洁净室设计：将车间内部分区域划定为洁净区，对洁净区域的材料和设备进行选择和设计，以确保产品的纯度和质量。
（3）低温保存和处理设备：配置低温保存设备和废液处理设备，及时进行发酵液的保存和处理，避免损失和交叉污染。
4.自动化和信息化：（1）自动化设备：配置自动化设备，提高生产效率和产品质量，减少人为操作的差错，降低劳动强度。
（2）信息管理系统：建立全面的信息管理系统，进行实时监测、数据分析和追溯，提高生产过程的控制和管理水平。
总之，年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计要充分考虑原料药材制备、发酵装置、设备选型、通风排风、卫生安全、自动化和信息化等方面，以实现生产流程的高效、稳定和安全。
青霉素发酵工艺优化研究
青霉素发酵工艺优化研究青霉素是一种重要的抗生素，在医疗领域中具有广泛的应用。
青霉素发酵工艺是生产青霉素的关键环节，涉及到菌种选育、培养条件优化等多个方面。
随着市场竞争的加剧和环保要求的提高，优化青霉素发酵工艺具有重要意义，可以提高产量、降低成本、减少污染等。
目前，青霉素发酵工艺普遍采用分批发酵法，该方法具有操作简单、设备要求低等优点。
但这种方法也存在着一些缺点，如发酵周期长、产率低、能耗大等。
随着环保要求的不断提高，发酵废水的处理和排放也成为了一个亟待解决的问题。
因此，优化青霉素发酵工艺成为了工业生产中急需解决的课题。
本文从以下几个方面探讨了青霉素发酵工艺的优化方法：选择优良的菌种是优化青霉素发酵工艺的重要步骤。
通过对现有菌种进行筛选和改良，可以获得具有更高产率、更强耐受性的菌种。
同时，可以采用基因工程等现代生物技术手段对菌种进行改造，进一步提高青霉素的生产效率。
培养条件的优化可以显著提高青霉素的产量和品质。
通过控制培养温度、pH值、溶氧量等因素，可以为菌体的生长和代谢提供最佳的环境条件。
还可以探索新型的培养基配方和发酵方式，以进一步提高青霉素的产率和质量。
在青霉素发酵过程中，实时监测各项参数对于控制发酵过程和优化工艺具有重要意义。
通过在线监测菌体生长情况、代谢产物浓度等信息，可以及时调整发酵条件，确保菌体处于最佳的生长状态。
采用计算机智能控制系统，可以实现发酵过程的自动化和优化控制，提高生产效率和稳定性。
经过上述优化措施，青霉素发酵工艺取得了显著的效果。
以下是优化后的青霉素发酵工艺结果分析：产量方面通过筛选优良菌种和优化培养条件，青霉素的产量得到了显著提升。
与原工艺相比，优化后的工艺在产量上提高了20%，降低了生产成本，提高了企业的竞争力。
质量方面优化后的青霉素发酵工艺在提高产量的同时，也保证了青霉素的质量。
经过检测，优化后的工艺所生产的青霉素效价高于原工艺，且杂质的含量也有所降低，提高了产品的质量。
制药企业发酵工序自动控制系统
制药企业发酵工序自动控制系统【摘要】本文对制药企业发酵工序自动控制系统进行实验研究。
【关键词】制药；控制；系统发酵技术常应用在能源工业、化学工业、医药工业、食品工业、环境保护等方面［1-4］。
自动控制系统（automaticcontrolsystems）是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统，主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。
自动控制系统按控制原理分为开环控制系统（控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成）和闭环控制系统。
自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域，尤其是在制药、冶金、化工、机械制造行业。
本文对制药企业发酵工序自动控制系统进行综述。
1发酵自动控制现状发酵工序工艺参数的控制也经历了由人工、半人工、仪表控制到plc控制。
但随gmp的要求的提高原来的仪表控制，已远远不能满足企业的需求。
现有的主要问题：维护困难（系统使用的专用功能板，早已停产，购买备件十分困难）、扩展性差（系统扩容困难并难于进行软件升级）、人机界面差（受当时的软件发展水平限制，汉化程度低，操作不方便）、执行机构出现误信号越来越频繁（由设备老化造成的）、仪表与控制系统的联接与响应不畅、控制精度低（受当时的硬件条件限制，计算机响应速度很慢，对生产影响很大）等。
因此制药厂开始采用dcs控制系统提高自动化水平。
2控制对象的研究青霉素又被称为青霉素g、peilling、盘尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠等是发酵代谢过程中的产物。
青霉素发酵是涉及菌种发酵、提取精制等复杂生产过程。
青霉素发酵的生产水平取决于生产菌种的特性和发酵条件。
在确定了生产菌种的条件下，要使青霉素发酵水平稳定、提高需要良好的生产工艺和生产控制能力。
对于制药企业生产工艺完全按照国家规定执行，可修改的不多，想调高发酵水平只能靠工艺调控能力的提高。
发酵过程控制是发酵工艺调控方法的具体实施和体现。
有效的调控发酵，通过对菌种的环境条件和代谢变化规律参数进行测量，使生产环境沿着有利于青霉菌的分泌方向进行调控。
青霉素的生产工艺及设备
青霉素的生产工艺及设备引言青霉素是一种重要的抗生素药物，具有广谱抗菌活性，对许多细菌感染有很好的疗效。
本文将介绍青霉素的生产工艺及相关设备，以帮助读者了解青霉素的生产过程。
1. 青霉素的生产工艺青霉素的生产工艺一般包括以下几个步骤：1.1 青霉菌培养青霉菌是合成青霉素的关键菌种。
首先需要在适当的培养基中培养青霉菌，提供合适的温度、湿度和氧气条件，以促进菌落的生长。
1.2 发酵过程将培养好的青霉菌转移到大型发酵罐中，添加适当的发酵培养基，提供充足的营养物质供青霉菌生长。
发酵过程通常需要控制好pH值、温度、气体流速等参数，以保证产量和质量。
1.3 青霉素提取与纯化经过一定时间的发酵后，青霉菌会产生青霉素。
提取和纯化青霉素是生产过程中的关键步骤。
一般采用有机溶剂萃取、离子交换和柱层析等技术来提取青霉素，同时通过蒸馏、结晶和过滤等步骤来提高纯度。
1.4 产品包装提取纯化后的青霉素需要进行产品包装。
常见的包装形式包括药片、胶囊和注射剂等。
包装过程需要严格控制卫生条件，以确保产品的质量和安全性。
2. 相关设备在青霉素的生产过程中，需要使用以下设备：2.1 发酵罐发酵罐是用于培养青霉菌的关键设备，一般采用不锈钢材料制作。
发酵罐的设计应考虑到温度、氧气和 agitation 的控制，以及菌体生长所需的营养物质供应。
2.2 提取设备青霉素的提取过程需要使用一系列的设备，如离心机、过滤器和萃取装置等。
这些设备辅助青霉素分离和提纯过程，提高产率和纯度。
2.3 分析仪器为了保证产品质量，生产过程中需要使用分析仪器进行实时监测和质量控制。
常用的分析仪器包括高效液相色谱仪（HPLC）和气相色谱仪（GC）等，用于检测青霉素的含量和纯度。
2.4 包装设备生产完成后，青霉素需要进行包装。
常见的包装设备包括片剂压片机、胶囊填充机和注射剂灌装机等。
这些设备可以自动完成包装过程，提高生产效率。
结论青霉素的生产工艺及设备涉及多个环节，涵盖了菌种培养、发酵、提取纯化和产品包装等。
浅析青霉素发酵的过程特点及其控制方法
浅析青霉素发酵的过程特点及其控制方法【摘要】青霉素本身是一种微生物次代谢产物，总体上来说，其化学结构十分复杂，和前代产品相比，合成需要较多的基质。
青霉素的生化过程的典型代表就是青霉素的发酵过程，这种过程存在着重复性差和机理复杂的特点，包括葡萄糖浓度和菌丝浓度在内的很多关键参数都无法进行随时监测，所以在发酵过程中，对其进行控制是比较困难的。
【关键词】青霉素；发酵；特点；控制一、青霉素发酵过程生产方式的原料及分类（一）青霉素发酵过程生产方式的原料以产黄青霉菌的JS-8和STP-3(球状结团形态)为菌种，在玉米浆、棉籽粉等基础培养基中进行实验室条件或工厂生产规模发酵，小试在30L发酵罐(MARUBISHI，MSJ-U3)上进行，中试为6吨罐，生产规模为50发酵罐，有关实验数据在中试和生产罐上得到。
大罐的参数检测与控制。
其中第二级计算机(DIMENSION)主要作数据管理用，有两个智能终端(东海0520)，其中NO1终端作数据处理，例如数据保存、间接参数计算、过程显示和人工干预等、NO2终端主要作过程建模、辨识或实施模糊专家系统控制。
（二）青霉素在发酵方式上的分类当前一共有三种方式来进行青霉素的发酵生产，第一种是连续方式，第二种是批操作方式，第三种是间歇补料批处理方式，在我国的青霉素生产中，最重要的生产方式就是间歇补料批处理方式了。
这种处理方式在发酵一开始就直接一次性加入所有的基础料，然后在发酵过程中，一直加入营养物质，在发酵终止之后，一次性移除所有的产物。
青霉素分批发酵的时候，分泌期一共产生大约70%以上的青霉素总量。
为了对青霉素的生长速率进行保障，实验工作人员需要根据青霉素的生长条件进行科学与精细的管理，让青霉素的分泌期得到有效的延长，不仅需要按照生产菌生长习性对生长的环境影响因素进行控制，同时也要对生长的温度与湿度进行精确的掌握，只有将菌群生长的各个条件进行满足，才能让发酵的效果达到理想化，这样条件下生长的菌体可以不易衰老，并且健康，不会轻易被其他菌群给污染到。
青霉素G发酵过程自动控制设计
ｇ ｅ ｔｙ ｕ ｒ ｄｅ ｔ ｅ ｐ ｒ ｃ ｕ ｉａ ａ ｔ ｒ ’ ｏ ｔｏ ｎ ｎａ ｅ ｎ ｅ ｅ ． ｒ ａｌ ｐｇ ａ ｈ ｈａｍａ ｅ ｔｃ ｌｆ ｃｏ ｙ Ｓ ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ ｍａ ｇ ｍｅ ｔｌ ｖ １
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｐ ｎｃ ｌ ｎ；ｆ ｒ ｅ ａ ｉｎ；ｐ ｏ ｅ ｓｃ ｎ ｒ ｌ ｄ ｅ ｉｉｌ ｉ ｅ ｍ ｎｔｔ ｏ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔｏ
过高温消毒后流加进二级 和三 级发酵罐 ， 与此 同时 ， 按照一定 的 速 率 加 入 氨 水 和 硫 酸 铵 。 氨 水 和 硫 酸 铵 提 供 发 酵 所 需 要 的 氮 源， 同时也起到调节发 酵液 ｐ Ｈ的作 用。大豆 油作 为消泡 剂 ， 在 发 酵 中 泡 沫 产 生 的 时 候 进 行 消 泡处 理 。 整 个 发 酵 过 程 持 续 数 百 小 时。青霉 素浓度通过检测尾气 中的 Ｃ 浓度来 测定 。图 １为 Ｏ 青 霉素发酵过程示意 图。
ＺＨＡＮＧ ｉ—ｃ ｏ Ｚｈ ｈａ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｕｏ ｔ ｎ ｈ ｎｈ ｉ ｉ ｏ ｇＵ ｉ ｒ ｔ，Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ５ ，Ｃ ｉａ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｔ ｉ ，Ｓ ａ ｇ ａ Ｊａ Ｔ ｎ ｎｖ ｓｙ ｈ ｎｈ ｉ ０ ０ ０ ｈｎ ） ｍ ｏ Ａ ｍａ ｏ ｏ ｅｉ
６一氨基青霉烷酸 （ ６一Ａ Ａ） Ｐ 是合成 各种半 合成青霉 素 的重 要 中间体 ， 目前氨 苄青霉 素 ， 羧苄 青霉 素 ， 甲氧苯 青霉 素 等半 合 成青霉素 已成 为在细菌感染医疗领 域的首选治 疗药 物。 目前 工 业 中生产 ６一氨基青霉烷酸多 以青霉素 Ｇ为原料 ， 因此在一个完 整 的 半 合 成 青 霉 素生 产 企 业 中 ， 霉 素 Ｇ 发 酵 生 产 装 置 已 经 成 青 为 不 可 或 缺 的一 部分 。 青霉素 Ｇ发酵过程是一个非常复杂 的化学 变化和生 理变化 的综合过程 ， 是一种 典型 的复杂 演化 系统 。由于过 程 涉及 活 的 细胞体或组织 ， 从而使得反应呈现高度 的非线 性和 时变性 ； 时 同 由于缺乏可靠的生物 传感 器 ， 些生 物参 数 （ 一 如菌 体浓 度 、 基质 浓度 、 产物浓度 等） 在线检测相 当困难 … 。因此在青霉素 Ｇ工业
青霉素制药企业发酵工序自动控制系统
不 同的操 作权 限、 系统 同时具 有 自动 和 手动补 料功 能 。
５ Ｄ ＣＳ 系统主 要设 备配 Ｉ及 功能 ５ ． １ 集散控 制系统 （ ｏ ｃ ｓ ） 一套 ． 包括 ： Ｄ Ｃ Ｓ 控 制站， Ｄ Ｃ Ｓ 操 作站 及系统 控制 软件 及Ｕ Ｐ Ｓ 电源 一部 。
青 霉索 是曾为人类 带来生存福 音的抗 生素 ， 在历 经了七 十多年的使 用过程 中， 仍 然有着 强大 的生命 力 。 青 霉 素要经 过三次 发酵 才能获得 合格 的可用 于后 续 加工 的溶 液 ， 因此 青霉 素 的发酵 过程 对于 整个 药 品的生 产过 程而 言极 为重 要。 青霉 素发酵 过程的 主要控制参 数包 括状态参数 、 物理 参数 、 消沫 、 补料等 。 对 于青 霉素 的发酵水 平影响最 大的就是对 补料过 程的控制 。 本 文中所论述 的青霉 素 发酵控 制系统 改造 的要点 就在 于对所 有需要 控制 的点位 进行精 确取值 即时 控制。 主要 分 为 以下 三 大控制 系统 ：
①发酵罐 发酵 控制 系统 这个 控制 系统 主要 是用 来精确 控 制发酵罐 的温度 、 补料 、 消沫 等 。 ②种子罐 发酵 控制 系统
控 制站按 照组态 的控 制方案 进行运算 处理 ， 发出控制 数据 到执行 机构 。 控 制 站还可 以接 收操作站 发 出的操作 指令 ， 转化为 控制数 据输 出到执 行机 构。 集
１ ． ４ 扩展性 差
由于生 产规模 扩大 新增 自动化 设备 非常 困难 。
１ ５ 仪表 与控 制系统 的联接 与响应 不畅
老 式的仪表响 应速度较 慢 ， 并且 老工 的仪表 与后 台控 制端 的计 算机之 间的 响应 也较 慢 １ ６ 执行 机构 出现误 信号 越来越 频繁 由于线路 老化 、 接触 不 良等 种种 原因 ， 仪表 的控制 端经常 会误认 别系统 信
青霉素发酵过程特点与控制对策
青霉素发酵过程特点与控制对策作者：贾旭来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：青霉素的出现是因为微生物发生了次级代谢，在合成青霉素的时候，需要的基质多，而且还要有大量的前体，这都是因为青霉素的化学结构复杂。
青霉素在发酵也是其生化的过程，在这一过程中，主要的特点就是青霉素不能多次的重复，某些因素都不能检测。
包括一些关键性的因素，例如葡萄糖的浓度等，在不能控制这些参数的时候，就没有办法合理的控制发酵。
关键词：青霉素；发酵；特点；控制青霉素属于抗菌素，其作用是用于杀菌。
青霉素需要从青霉菌中提炼而成，在使用的时候，可以杀掉细菌中的细胞壁，现在很多的工业化生产中也使用了青霉素。
但是青霉素的大量使用主要还是在临床医疗上，让青霉素发挥杀菌的作用，从而医治患者。
使用青霉素越多，就越要关注青霉素的发酵过程，本篇文章主要是讲述了青霉素在发酵过程中的特点还有怎样在这一过程中优化对青霉素的控制。
1、分类青霉素发酵过程的生产方式青霉素发酵过程的生产方式有三种，分别是连续方式、批操作方式和间歇补料批处理方式。
间歇补料批处理方式是目前我国青霉素生产最主要的生产方式，它在发酵开始时一次加入基础料，在发酵过程中不断流加营养物质，发酵终止时一次移走产物。
在青霉素分批发酵过程中，分泌期产生的青霉素约占总量的 70%～80%左右。
可见提高青霉素产量的关键是缩短菌体生长期、延长青霉素分泌期并保持青霉素生产的最大增长率。
因此，我们不仅要按照产生菌的生理特性选择合适的发酵培养基和发酵条件，而且必须根据发酵过程中的代谢变化对培养基和发酵条件进行控制，使菌体生长既迅速又不易衰老，且能保持青霉素的最大生产速率。
在实际生产中，对补料的控制是以固定补料浓度的补料速率作为控制手段。
2、青霉素发酵的过程的主要控制任务还有特点2.1 青霉素发酵的过程的主要控制任务青霉素发酵过程中，产物青霉素的生产是整个青霉素发酵过程的关键阶段，此阶段是在发酵大罐中进行，目的是为了使微生物分泌大量的抗生素。
青霉素发酵
目录
前言
第一章：青霉素生产
微生物发酵 青霉素生产 工业发酵过程中的自动控制 DCS 控制系统
第二章：青霉素发酵动力学
研究目的 青霉素发酵过程 青霉素发酵过程的参数 无抑制的细胞生长动力学模型 有抑制的细胞生长动力学模型 青霉素发酵过程的模型结构 青霉素发酵过程的动力学模型建立 青霉素发酵动力学模型的求解
发酵罐是现代微生物发酵技术的象征，它是微生物在发酵过程中生长、繁殖和形成产品的外 部环境装置，它取代了传统的发酵容器：培养瓶、酱缸和酒窖，它能实现大规模的生产，最大限 度地利用原料和设备，获得高产量和高效率。
发酵罐的优点在于，它能进行严格的灭菌，通入空气，提供良好的发酵环境，能实施搅拌、 震荡等促进微生物生长的措施；能对温度、压力、空气流量实行自动控制，能通过各种生物传感 器了解发酵罐内的菌体浓度、营养成份等，并用电脑随时调节发酵进程。人类在几千年前就掌握 了制造酱油的技术，世界上一些不发达地区至今仍用传统的酿造技术进行生产。从发酵，晒酱、 泡酱，直到取得成品酱油，需要耗费半年到一年的时间。在 80 年代日本的一家公司用现代的发 酵工程取而代之，他们将一种耐乳酸的细菌和一种酵母菌一起固定在海藻酸钙凝胶上，再装入制 造酱油的发酵罐，各种营养物和水慢慢地从罐顶注入，产出的酱油不停地从罐底流出来，形成一 个连续生产的过程，从原料到成品的生产周期还不到 72 小时。
青霉素在第二次世界大战中由于其能够防止受伤伤口产生败血症而需求量大增，进而促使其 被批量生产。那时青霉素的生产还只是通过在小奶瓶中进行表面发酵而获得，因此产量很小。后
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青霉素发酵仿真实习
来美国和英国科学家和工程师进行了大量的联合研发，使青霉素发酵在两个方面产生了突破。首 先是采用了新的，产量更高的产黄青霉 (penicillium chrysogenum)作为发酵菌种，取代了原来的 点青霉(penicillium notatum)，第二，是引入了深层浸没式的发酵工艺(submerged fermentation process)，使发酵过程能够在整个发酵液中进行，因此，只要有持续稳定以及有效的供氧和溶氧， 青霉素的产量就可以比原来只在发酵液表面进行的发酵有了巨大的飞跃。这一生产工艺上的突破 也使青霉素的生产可以被放大到现代发酵工业所使用的大型不锈钢发酵罐的规模。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺的DCS（分散控制系统）控制设计是为了实现对发酵过程中各种参数的监测、调节和控制，以提高生产效率、保证产品质量。
下面是一个简要的生物发酵工艺DCS控制系统设计的步骤和要点：
1. 系统架构设计：
-系统整体架构：设计DCS系统的整体架构，包括控制层、执行层和监视层，确保各个层面的功能协调一致。
-网络拓扑结构：设计网络拓扑结构，确保各个设备之间的通信畅通。
2. 控制逻辑设计：
-控制策略：制定针对生物发酵过程的控制策略，包括温度、pH值、溶氧量等参数的控制要求和方法。
- PID控制器设计：设计PID控制器来实现对关键参数的精确控制。
3. 监测与数据采集：
-传感器选择：选择适合生物发酵工艺的传感器，如温度传感器、pH 传感器、溶氧传感器等。
-数据采集：确保DCS系统能够准确采集各种传感器数据，并及时传输到监控中心。
4. 报警与安全设计：
-报警系统：设计报警系统，及时发现异常情况并采取相应的措施。
-安全措施：设计安全控制措施，确保生产过程安全可靠。
5. 用户界面设计：
-操作界面：设计直观友好的用户界面，便于操作人员监控和调整生物发酵过程。
6. 数据存储与分析：
-数据存储：确保DCS系统能够有效地存储历史数据，便于后续分析和回顾。
-数据分析：设计数据分析模块，帮助优化生物发酵工艺，提高生产效率。
7. 联网与远程控制：
-远程监控：考虑实现DCS系统的远程监控功能，方便远程管理和故障排查。
以上是生物发酵工艺DCS控制系统设计的一般步骤和要点，具体设计还需根据具体生产工艺和设备情况进行详细规划和实施。
青霉素生产工艺（1）
青霉素⽣产⼯艺（1）青霉素⽣产⼯艺摘要：青霉素是⼈类最早发现的⼀种极其重要的抗⽣素,其杀伤⾰兰⽒阳性细菌的神奇功效在⼆战中挽救了众多⼠兵的⽣命。
它的发现对药物学乃⾄整个⼈类发展的重要意义。
本⽂将对青霉素的⽣产⼯艺及其提取进⾏深⼊的讲解。
关键词：青霉素⽣产⼯艺发酵提取⼀、青霉素的⽣物学特性青霉素类抗⽣素是β-内酰胺类中1种,在分类上属于A类，酶的活性位点上有丝氨酸，⼜称活性位点丝氨酸酶，其作⽤机制是⽔解β-内酰胺类抗⽣素的β-内酰胺环，使抗⽣素失去活性。
由于β-内酰胺类作⽤于细菌的细胞壁,⽽⼈类只有细胞膜⽆细胞壁,故对⼈类的毒性较⼩,除能引起严重的过敏反应外,在⼀般⽤量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药⾦葡)所产⽣的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对⾰兰⽒阳性菌有效。
青霉素G有钾盐、钠盐之分,钾盐不仅不能直接静注,静脉滴注时,也要仔细计算钾离⼦量,以免注⼊⼈体形成⾼⾎钾⽽抑制⼼脏功能,造成死亡。
⼆、青霉素的发酵青霉素的发酵⽣产的⼀般⼯艺流程：青霉素⽣产菌不同，发酵⼯业也有区别。
丝状菌的青霉素发酵⼯艺流程：沙⼟管→斜⾯母瓶（孢⼦培养，25℃，6～7d）→⼤⽶孢⼦斜⾯（孢⼦培养，25℃，6～7d）→种⼦罐（种⼦培养，25℃，40～45h）→繁殖罐（种⼦培养，25℃，13～15h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐球状菌的青霉素发酵⼯艺流程：冷冻管→斜⾯母瓶（孢⼦培养，25℃，6～8d）→⼤⽶孢⼦斜⾯（孢⼦培养，25℃，8～10d）→种⼦罐（种⼦培养，28℃，50～60h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐青霉素的分批发酵分为菌丝⽣长和产物合成两个阶段，进⼊合成阶段的必要条件是降低菌丝的⽣长速率。
影响青霉素发酵产率的因素有环境和⽣理因素两个⽅⾯，前者包括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等；后者包括菌体浓度、菌体⽣长速率、菌丝形态等。
菌体⽣长和青霉素合成最适温度并不相同，⼀般前阶段略⾼于后阶段。
青霉素提炼工艺流程图
青霉素提炼工艺流程图：发酵液———————→预处理液——→板框过滤——→滤液——→储罐——→BA提取——→脱色——→过滤——→BA脱色液——→结晶——→离心分离——→含１％水重液回收溶媒的异丙醇洗涤——→甩滤——→无水异丙醇洗涤——→甩干——→摇摆机粉碎——→烘干——→工业钾盐成品发酵液是一个混合液，其中有菌丝、未用完的培养基、生产菌的代谢产物，一些杂质，青霉素的含量仅为0.1～4.5％。
而且，溶液中的青霉素很不稳定，温度的变化、pH的变化都能引起青霉素的分解。
提炼工艺要围绕时间，温度，pH，和去除杂质这四个基本点来改进。
提炼的第一步是发酵液的预处理。
预处理的目的是为了改善发酵液性质，以利于下一步固液分离。
发酵液中含有铁、镁、钙等无机离子和蛋白质，这些对提炼影响很大：不利于离子交换，蛋白质很容易引起萃取时的乳化－使溶媒和水相分离困难。
生产中常用的方法是：加黄血盐去铁离子；加磷酸盐去钙，镁；加絮凝剂去蛋白质。
固液分离这一工序中，把发酵液中的固相的物质如菌丝、未用完的培养基和含有有效成分的液相分离来。
常用的设备是板框过滤机和真空转鼓过滤机。
印象中板框的处理能力比转鼓小？我个人比较喜欢转鼓。
过滤下来的固相物质主要是菌丝，未用完的培养基，黄乎乎的，软软的，好在没有异味，要不发酵车间就成了那个啥了。
过滤后得到的液相中含有我们想得到的青霉素。
文章开头的工艺流程我看有点不完全准确。
在提取过程中就用BA提取含胡过去了。
其实这有三步。
从溶液中提取有效物质常用的方法有萃取法，离子交换法和沉淀法。
青霉素生产中用的是萃取法。
具体的三步包括一次萃取，然后用离心机将重相和轻相分开；然后将轻相反萃取，再用离心机分离重相和轻相；把重相进行二次萃取，再用离心机分开重相和轻相。
最后得到的轻相是经过处理的溶液，其中含有高浓度的青霉素。
BA是指醋酸丁脂，采用它的原因是青霉素在醋酸丁脂中的溶解度很小。
反萃取的作用我记得是去杂质。
二次BA液中含有色素和热原质。
青霉素发酵工艺
青霉素发酵工艺青霉素是一种重要的抗生素，已经被广泛应用于医疗、兽药、农业等领域。
青霉素的发现是20世纪20年代的重要事件，但是想要大规模生产青霉素并不容易，因为青霉素的自然合成数量很少。
因此，研究人员通过青霉菌的灵活性和代谢特征，发现了青霉素发酵生产工艺，这是一种通过在发酵罐中培养青霉菌而生产青霉素的工艺。
青霉素的发酵生产工艺是一种以青霉菌为发酵微生物,并通过搭建适当的发酵系统，控制发酵条件，最终使青霉菌产生大量的青霉素的过程。
这个过程可以被分成四个阶段，包括发酵罐中的菌种扩增、发酵大量生产、分离提纯和制剂加工。
（一）发酵罐中的菌种扩增青霉素的发酵过程首先需要一种高效的菌种，这种菌种可以在特定的生长条件下产生高浓度的青霉素。
因此，首先要将这种菌种分离出来，并在培养基中培养和扩增细胞。
这个阶段的目标是通过适宜的环境模拟自然环境中的菌落，使得青霉菌得到生长和繁殖，并从野生状态转化为高产状态。
（二）发酵大量生产共性因素主要包括：温度、压力、通气、搅拌、pH等等。
1.温度：温度是影响青霉素生产的最重要的因素之一，一般发酵储罐的温度均维持在26～28℃为宜，此温度通常是霉菌生长的适宜温度，同时因此温度增加可使霉菌代谢过程居多，有利于生长速度的提高。
2.压力：在发酵生产的过程中，亦需要控制流程质量，以避免闷罐子假象的现象，通过调整发酵罐的压力和通气量，可以尽量减少产生的溶氧量，避免发生大量的酸化反应，减少废弃物生成，也有助于青霉菌的生产和提高产量。
3.通气：通气的作用主要是补充氧气和排放二氧化碳，维持发酵罐内环境的平衡状态。
因此，控制通气量的大小是非常重要的。
4.搅拌：搅拌可以使发酵罐中的菌种均匀地分布，保证发酵过程中各个点的温度、pH等值保持稳定。
5.pH: pH的调整主要是为了保证发酵罐内的pH值适合青霉菌的生长和代谢，并维持适宜的代谢环境。
青霉菌对酸碱度的要求比较严格，因此需要保证pH值能够保持在最适宜范围内，一般为5.5到7.5之间,可以促进罐内微生物群落的生长和繁殖。
年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间的设计
青霉素是一种重要的抗生素药物，广泛应用于临床医学和兽药领域。
青霉素原料药的生产过程中，发酵车间起着至关重要的作用。
在设计一个年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间时，需要考虑以下几个方面。
1.工艺流程设计：发酵车间应根据青霉素的生产工艺进行合理的布局设计。
首先需要确定发酵罐的数量和容量，根据年产量和生产周期确定发酵罐的使用次数和生产时间。
其次，需要设计合理的配制系统，包括发酵培养基的配制和消毒系统。
此外，还需要考虑发酵培养时间、温度和压力等参数的控制方式。
2.温控系统设计：发酵车间的温度控制对于青霉素的合成过程至关重要。
通过合理设计温控系统，可以保持发酵罐内的温度稳定，确保青霉素的合成效率和质量。
温控系统需要包括温度传感器、温度控制器和加热/制冷设备等组成。
3.通风系统设计：发酵车间需要合理设计通风系统，以排除废气和保持良好的空气质量。
青霉素的发酵过程中会产生大量的二氧化碳和气味物质，需要通过通风设备将其排出车间。
通风系统需要包括风机、排风管道和过滤设备等组成。
4.液体供应系统设计：发酵过程中需要用到大量的培养基，因此车间需要设计合理的液体供应系统。
该系统需要包括培养基的储存罐、输送泵和输送管道等组成，以确保培养基的及时供应和合理使用。
5.出口产品处理系统设计：发酵车间需要设计合理的产品处理系统，将合成的青霉素原料药进行分离和提纯。
该系统需要包括分离设备、提纯设备和储存罐等组成。
6.安全措施设计：发酵车间是一个涉及微生物进行培养的环境，需要设计合理的安全措施。
包括对工作人员的个人防护要求，对车间进行良好的消毒和清洁措施，以及建立合理的生物安全措施。
总而言之，设计一个年产1万吨青霉素原料药工厂发酵车间需要综合考虑工艺流程、温控系统、通风系统、液体供应系统、产品处理系统以及安全措施等方面。
通过科学合理的设计，可以提高青霉素原料药的生产效率和质量，实现工厂的可持续发展。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺DCS控制系统设计本文将介绍生物发酵工艺和DCS控制系统设计的重要性，并概述本文将探讨的内容。
生物发酵工艺是一种利用微生物、细菌或酵母等生物体进行化学反应的工艺。
它在食品、药品、能源等领域具有广泛的应用。
控制系统在生物发酵工艺中的设计和应用对于提高生产效率和产品质量至关重要。
DCS（分散控制系统）是一种集中式控制系统，通过计算机和网络技术，对生物发酵过程进行监控和控制。
它能够实时采集和分析传感器数据，并根据预设的控制策略进行自动调节，以保证生物发酵过程的稳定性和可控性。
本文将探讨生物发酵工艺DCS控制系统设计中的关键要素，包括传感器选择、控制策略设计和系统优化等方面。
我们将介绍不同类型的传感器及其在生物发酵过程中的应用，讨论常用的控制策略，并提供系统设计中的注意事项和优化方法。
通过深入了解生物发酵工艺和DCS控制系统设计，读者能够更好地理解和应用这些技术，从而提升生产效率、降低成本，并确保产品质量的稳定性。
本文旨在为研究生物发酵工艺和DCS控制系统设计的人员提供有益的信息和指导，帮助他们在实际应用中取得成功。
请继续阅读下文，了解更多关于生物发酵工艺DCS控制系统设计的内容。
生物发酵工艺是一种利用微生物、酶或细胞等生物体制造化学产品的过程。
它在制药、食品和化工等众多领域中得到广泛应用。
生物发酵工艺利用微生物的生长、代谢和分泌能力，通过一系列的酶催化反应，将原生物质转化为所需的产物。
生物发酵工艺在制药领域中可以用于生产抗生素、激素、疫苗等药物。
在食品行业中，生物发酵可以制造酸奶、乳酸菌饮料、酱油等食品。
在化工领域中，生物发酵可以生产乙醇、乳酸、柠檬酸等有机化合物。
生物发酵工艺具有许多优势。
首先，它是一种相对环保的生产方式，减少了对化石能源的依赖。
其次，生物发酵工艺可以生产高纯度的产物，因为微生物和酶能够选择性地催化反应，降低了杂质的产生。
此外，生物发酵工艺还具有较高的产量和效率。
然而，生物发酵工艺也面临一些挑战。
青霉素发酵生产工艺流程
0.1%为宜。
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3.pH ：
在青霉素发酵过程中，pH是通过下列手段控
制的：如pH过高，则添加糖、硫酸或无机氮源； 若pH过低，则加入碳酸钙、氢氧化钠、氨或尿素， 也可提高通气量。另外，也可利用自动加入酸或 碱的方法，使发酵液pH维持在6.8～7.2，以提高
青霉素产量。
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4.温度： 青霉菌生长的适宜温度为30℃，而分泌青霉 素的适宜温度是20℃左右，因此生产上采用变温 控制的方法，使之适合不同阶段的需要。一般一
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6.泡沫高度的控制： 在发酵过程中产生大量泡沫，可以用天然油脂 如豆油、玉米油等或用化学合成消泡剂来消泡。
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青霉素的工业提取方法
青霉素的工业提取常采用溶媒萃取法。青霉素游离酸易溶于有机 溶剂，而青霉素盐易溶于水。利用这一性质，在酸性条件下青霉素转 入有机溶媒中，调节pH，再转入中性水相，反复几次萃取，即可提 纯浓缩。选择对青霉素分配系数高的有机溶剂。工业上通常用醋酸丁 酯和戊酯。萃取2－3次。从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pH选择2.83.0，从乙酸丁酯反萃到水相时，pH选择6.8-7.2。为了避免pH波动， 采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。所得滤液多采用二次萃取，用 10%硫酸调pH2.8~3.0，加入醋酸丁酯。
级种子的培养温度控制在27±1℃左右；二级种
子的培养温度控制在25±1℃左右；发酵前期和 中期的温度控制在26℃左右；发酵后期的温度控 制在24℃左右。
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5.补料控制：
发酵过程中除以中间补糖控制糖浓度及pH外，补加 氮源也可提高发酵单位。经试验证实：若在发酵60～70h 开始分次补加硫酸铵，则在90h后菌丝含氮量几乎不下降， 维持在6%～7%，，且60%～70%的菌丝处于年幼阶段， 菌丝呼吸强度维持在二氧化碳量近30μl/（mg菌丝· h）， 抗生素产率为最高水平的30%～40%；而不加硫酸铵的对 照罐，在发酵中期菌丝含氮量为7%，以后逐级下降。至 发酵结束时为4%。发酵结束时呼吸强度降至二氧化碳量 为16μl/（mg菌丝· h），且抗生素产量下降至零，总产量 仅为试验罐的1/2。因此，为了延长发酵周期，提高青霉 素产量，发酵过程分次补加氮源也是有效的措施。
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青霉素制药企业发酵工序自动控制系统
发表时间：2010-11-18T11:14:41.883Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年7月上旬刊供稿作者：刘庆军
[导读] 自上世纪九十年代初建厂以来，该制药企业获得了长足发展
刘庆军（石药集团维生药业（石家庄）有限公司）
摘要：本系统基于集控制系统散控制技术，以北京和利时公司DCS系统为核心，利用测量单元及相关的执行机构实现制药企业发酵工序自动补料及温度、压力、空气流量、液位、PH值、溶解氧等工艺参数的自动控制，提高车间自动化控制程度，方便生产管理等方面而进行的整体方案设计。
关键词：DCS系统自动控制测量单元执行机构
1 某制药企业发酵自动控制现状
自上世纪九十年代初建厂以来，该制药企业获得了长足发展。
发酵工序工艺参数的控制也经历了由人工、半人工、仪表控制到PLC控制。
但随着工艺的不断改进和生产管理上高标准的要求，原来的单仪表控制温度、压力等方法，已远远不能满足企业的需求。
虽然系统运行基本正常，但存在以下问题：
1.1 维护困难：系统使用的专用功能板，现在已很难买到备件，系统已运行多年，一旦硬件发生故障，将威胁生产安全。
1.2 控制精度低：受当时的硬件条件限制，计算机响应速度很慢，例如在计算机上手动关阀需要几分钟；对生产影响很大。
1.3 人机界面差：受当时的软件发展水平限制，系统运行在DOS 环境下，且为全西文操作界面；操作不方便。
1.4 扩展性差：系统扩容困难并难于进行控制优化。
1.5 仪表与控制系统的联接与响应不畅。
1.6 执行机构出现误信号越来越频繁。
因此制药厂开始探索应用DCS控制系统改造过去陈旧落后的控制手段，为整体的企业自动化水平升级。
2 控制对象的研究
青霉素是发酵代谢过程中的产物，青霉素发酵是涉及青霉菌生长、繁殖和生产的复杂生产过程，主要有配料、消毒、种子、发酵、生化、霉菌、过滤等工序。
青霉素发酵的生产水平取决于生产菌种的特性和发酵条件；在确定了生产菌种的条件下，要使青霉素发酵水平稳定、提高，发酵工艺调控是关键，发酵过程控制是发酵工艺调控方法的具体实施和体现。
有效的调控发酵，通过对菌种的环境条件和代谢变化规律参数进行测量，使青霉菌代谢沿着有利于青霉菌的分泌方向进行，以较低的能耗和物耗生产较多的发酵产品，达到稳定和提高发酵水平的目标，发酵过程控制是一个重要的影响因素。
青霉素发酵过程的控制主要包括物理参数、状态参数、补料和消沫几个部分。
其中补料控制是影响青霉素发酵水平的一个关键因素，也是整个发酵过程控制的重点。
青霉素发酵控制系统主要完成对所有相关点的数据采集、控制和补料控制。
发酵岗位控制系统分为三部分：①发酵罐发酵控制系统②种子罐发酵控制系统③公用工程控制系统。
工艺参数的控制精度的要求：①温度控制精度：设定值±0.5℃②PH控制精度：设定值±0.05PH③补料控制精度：±2.0%满量程④空气流量控制精度：±2.5%⑤罐压控制精度：设定值±0.005Mpa
3 发酵控制系统的实现
工艺简介：某制药企业发酵车间共有发酵罐22个，每个发酵大罐需有温度控制、液位控制、空气流量控制及循环水流量显示、溶解氧显示等以及自动补料控制（物料种类共五种）、pH控制和消沫控制；种子罐10个，每个种子罐设有温度控制和循环水流量显示。
系统配置：系统采用北京和利时系统工程有限公司集散控制系统中的MACS 系统。
配置一个现场控制站、二个操作员站和一个工程师站。
系统采用单路UPS供电。
现场信号采集、补料执行及信号反馈部分主要采用梅特勒公司、北京潞航机械厂等单位的相关产品。
DCS系统的显示画面主要有：①种子罐工艺流程图画面②发酵罐工艺流程图画面③种子罐温控调整画面④系统状态图画面⑤操作主菜单画面⑥系统参数总貌画面⑦发酵罐参数趋势画面⑧发酵罐补料参数趋势画面⑨种子罐参数趋势画面⑩系统参数趋势画面公用工程参数趋势画面。
4 MACS 系统的主要特点
①系统稳定、可靠，性能价格比高。
②系统的开放性、可扩展性好。
③控制周期短，保证补料控制准确。
④控制条件考虑全面，避免误动作的发生。
⑤系统的稳定性高。
⑥可能的故障点减少。
⑦可靠的接地保护。
系统采用双重接地。
⑧回路控制周期缩短。
⑨系统的安全性。
系统采用不间断电源做为保障、不同级别的使用者设置不同的操作权限、系统同时具有自动和手动补料功能。
5 MACS系统主要设备配置及功能
5.1 集散控制系统（DCS）一套，包括：DCS控制站，DCS操作站及系统控制软件及UPS电源一部。
控制站按照组态的控制方案进行运算处理，发出控制数据到执行机构。
控制站还可以接收操作站发出的操作指令，转化为控制数据输出到执行机构。
集散控制软件包括：组态软件、流程图设计软件、实时监控软件和/.用户自定义语言。
系统要求在windows95/98/XP下运行。
操作站实现实时通讯，完成系统组态、控制组态、控制方案及操作信息的下载，同时接受控制站传回的现场数据进行实时显示，并进行记录形成历史数据，以供查询。
5.2 输入、输出部分，是指本系统的现场测量及执行机构。
输入部分主要完成对现场信号的采样和转换，形成标准信号送控制站进行分析处理。
输出执行机构用于接收由控制站发出的操作数据，执行现场操作，反馈执行信号，完成自动控制过程。
6 主要参数的控制原理及过程
6.1 温度控制测量单元采用一体化温度变送器，把温度信号就地变换成电流信号后远传给控制室。
执行机构采用气动调节阀，为充分节能降耗，调节阀安装在各自对应的冷却水管路上。
6.2 PH值的控制发酵过程中酸碱度的检测采用梅特勒公司PH值传感器，这种传感器能够经受发酵罐的高温灭菌，并可准确连续不断
地测量发酵罐内酸碱度的变化。
当测得的PH值低于设定值时，控制系统给出补料信号，补料筒开始补入氨水，直至PH值升回设定值。
6.3 罐压控制发酵罐内需保持一定的正压，其主要目的是为了防止外界空气进入发酵罐内，造成污染；另一个目的是为了增加氧分压，增加氧的溶解度。
采用压力变送器将发酵罐的罐压转化为电流信号接入控制系统。
6.4 各种物料的自动补料糖、硫铵、苯乙酸在控制方式上基本相同，只是根据物料加入的不同，采用不同的加料筒和设定不同的加料频率，控制系统给出的加料信号给电磁阀打开气动开关阀，进而补料，一次补料完成，现场反馈一个开关量的信号给控制系统以对本次补料过程加以确认。
油的补料过程略复杂一些。
由于油的导电性比较差，所以要采用专门设计的油浮子作为信号反馈器，其他过程同上述补糖过程相似。
7 系统运行保障设置
为保证系统的正常运行，对于整个系统可能会出现的一些故障需要提前考虑处理方案的，下面略举几例加以说明。
7.1 正常情况下，当系统给出加料信号，补补器会打开加料阀，10秒钟内物料会触及计量电极，一个翻转信号会反馈给系统。
当系统计时器计时到15秒钟时，系统仍未收到此反馈信号，系统会发出报警信号，提示操作者应检查该物料的上料阀是否打开，或上下料阀同时处于打开状态。
7.2 当系统在接到计量翻转信号后，关闭上料阀，并打开下料阀，物料补入发酵罐，一般情况下，反馈信号会现次发生翻转，表示物料已正常补入大罐，如果此时超过6秒钟，系统未收到此信号，同样会发出报警，操作者应检查下料阀是否仍处于关闭状态，或同时上料阀还处于打开状态，物料仍在不断地补入中。
以上两种情况，我们在微机的最前画面设有报警提示条，同时系统输出信号，接入声光报警，不论白天还是夜间，操作者都会很直接地看到。
以便及时进行处理。
7.3 在补料贮罐中的物料较多时，其压力也较大，那么，当系统打开补料上料阀时，有时会有物料冲顶现象，即计量筒中的物料未达到1L、2L或4L计量量时，但反馈信号已产生并传至DCS系统。
故我们采取措施，在计量筒的下端，进料口的上方2厘米处加一园形不锈钢片（其大小要比进料管略粗），使物料从园片四周上升去接触计量电极，防止了误信号的发出。
8 系统运行及控制效果的评价
通过前期摸索和技术准备工作，我们投资了60余万元采用和利时MACS 系统对本公司青霉素发酵工段进行了为期一个月的改造、安装和调试工作，经过六个月的试运行表明，该系统运行可靠、控制灵活、操作方便，自动控制系统达到了预期的效果，满足发酵工艺的要求。
整个系统运行稳定。
并取得了良好的经济效益和社会效益。