[發明專利]生物反應器溶氧線性控制方法

無效

• 申請號: 200710131625.1
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101392222A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 王泳勝;馮軍;王榮余
• 申請（專利權）人: 鎮江市豐澤生物工程設備制造廠
• 主分類號: C12M1/36
• 分類號: C12M1/36
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明屬于生物發酵技術，涉及一種在發酵設備中進行對反應液溶氧進行控制的生物反應器溶氧線性控制方法。

背景技術

在生物反應生產過程中，一般以DO值作為其溶氧的參數，DO值是整個發酵過程中的最為關鍵的參數之一，它既能直觀反應整個發酵過程動態變化情況，又能間接通過提高DO值從而降低發酵生產時間，降低能耗，提高最終產品的收率和質量。目前世界上各知名發酵罐制造廠商及各類科研機構都在投入大量人力財力專門研究如何提高或穩定控制DO值?，F有的生物反應工藝中對DO值的控制，其精度和穩定性均較低，難以達到較高的生產要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠對生物反應器中發酵罐內發酵液的溶氧進行精確控制，以提高反應效率的生物反應器溶氧線性控制方法。

本發明的生物反應器溶氧線性控制方法包括以下步驟：

a.啟動計算機控制系統，判斷處于自動控制還是手動控制狀態，如處于自動控制狀態下，則進入步驟b，如處于手動控制狀態則結束自動控制過程；

b.在自動控制狀態下，則將發酵罐內反應液中實時檢測的DO值送入計算機中，通過軟件對該DO值與反應進行到該時間段所需的設定DO值進行對比，如DO值不小于設定DO值則結束自動控制過程，如DO值小于設定DO值則進入步驟c；

c.當上述步驟檢測的DO值小于設定DO值，啟動級聯控制過程，控制攪拌設備提高轉速，保持一定時間，再回到步驟b。

上述的步驟c的級聯控制過程中，提高攪拌設備轉速可以通過以下方式進行：當設定DO值與檢測的DO值的差值不大于5時，控制攪拌設備將轉速提高一個數量A；當設定DO值與檢測的DO值的差值大于5時，控制攪拌設備將轉速提高一個數量B，數量B≥A。所述的數量A的取值范圍為1～9rpm，數量B的取值范圍為1～9rpm。

上述步驟c中，控制攪拌設備提高轉速后保持的時間根據控制精度的要求進行確定，一般為1～60s。

本發明的方法用于生物過程中時，當DO下降時，通過算法或PID調節方法，提高轉速，可以使DO值穩定在設定控制范圍內，保證了反應工藝要求，可提高反應效率。

附圖說明

圖1是本發明方法的流程圖。

具體實施方式

實施例：以某制藥廠中試發酵實驗室高密度發酵試驗數據為例，發酵罐體容積100L，對其溶氧過程通過以下步驟進行控制：

a.啟動計算機控制系統，判斷處于自動控制還是手動控制狀態，如處于自動控制狀態下，則進入步驟b，如處于手動控制狀態則結束自動控制過程；

b.在自動控制狀態下，則將發酵罐內反應液中實時檢測的DO值送入計算機中，通過軟件對該DO值與反應進行到該時間段所需的設定DO值進行對比，如DO值不小于設定DO值則結束自動控制過程，如DO值小于設定DO值則進入步驟c；

c.當上述步驟檢測的DO值小于設定DO值，啟動級聯控制過程，控制攪拌設備提高轉速。如設定DO值與檢測的DO值的差值不大于5時，控制攪拌設備將轉速提高2rpm；如設定DO值與檢測的DO值的差值大于5時，控制攪拌設備將轉速提高4rpm。保持5s，再回到步驟b。

對以上述方法控制的發酵過程中的相關數據進行檢測，其結果如下表所示：