发酵罐的控制技术

一、系统方案编制依据

本系统方案是以贵厂技术要求为依据而编制的，系统方案的广度和深度符合用户的要求。

本系统方案的设计和配置，满足厂方及设计部门提出的各项工艺要求出发，从最优设计、最优控制、最佳投资的角度，对全厂的生产控制进行统筹安排，并根据我公司多年的实践经验和积累，提出系统的软硬件配置与控制方案。

二、系统配置

贵公司锅炉自控系统采用：百特工控公司DCS6000 Mini型锅炉测控系统。系统具体控制方案如下:

1、系统配置清单

详见附表。

2、仪表清单：详见报价书附表。

3、定货与设备保质期

★定货周期为定货起4周；

★设备保质期为系统验收起12个月。

三、控制系统方案

1．概述

1.1监控系统的设计目标：是充分发挥企业现有设备能力，严格工艺过程，

提高生产控制质量，提高企业经济效益，使企业的管理与控制水平达到一个崭新的高度。

1.2监控系统的先进性、可靠性：监控系统既要满足生产线各种运行工况的

要求，确保设备的安全、经济运行，又要完成规定的数据采集、设备控制功能，从而为生产线适应未来生产发展提供充足的技术空间。

1.3监控系统的兼容性、可扩性：系统的建立遵循开放式原则，采用结构化

的体系，并充分考虑自控技术在可预见之未来的发展趋势，使系统对这种发展具有较强的兼容能力，满足对系统扩容的需要。

1.4监控系统的简便性、经济性：系统的操作和维护应该是简便的、易掌握。

操作简单、安全、可靠，一般热工人员即可熟练掌握操作。

1．5现场显示、操作的功能：在现场控制器可以实时显示各点参数，并且具备现场操作控制功能。配备后备手操器，实现远程遥控或现场手／自动无扰切换。

1．6技术成熟、可靠，应用灵活：成熟的经典控制算法、并已固化多种控制模式任您选择，使用户得到完美的控制方案。创优质、经济的精品工程。1．7良好的用户界面：同时采用合理的体系结构，充分利用各子系统的特点，使系统的维护量、备品备件量达到最小，使整个系统具有较高的性能价格比。1．8控制功能分散到各个智能监控单元，确保危险分散。是一种真正的基于“管——控一体化”的“危险全分散控制系统”。

2．系统总体控制要求

2.1 系统硬件要求

根据我公司多年从事计算机控制系统的经验及相关工程实例，控制系统硬件必须满足以下要求：

2.1.1 工作站要求

锅炉系统设1个工作站（工程师站）。工作站都具有独立组态和独立操作功能，提高监控系统的可用率。工作站设置拟按一台19英寸彩色图形显示器（CRT）及一块操作键盘考虑，CRT分辨率可达1024×768像素。配置1台打印机，可打印整个控制系统数据。在每个工作站上可以监视系统内的每一个模拟量和数字量，显示并确认报警，建立趋势画面并取得趋势信息，打印报表，调整、设置参数等。

2.2 系统结构

根据锅炉的工艺要求和现场实际情况，考虑今后系统扩充及联网的需要，计算机监控系统分为三级：现场控制级、过程控制级、监控管理级。

2.2.1 现场控制级

现场控制级的设备包括:仪表设备(传感器、变送器、执行机构等)；电气设备（仪表盘、控制柜等）；工艺设备以及其他辅助设备。现场控制级是数据的直接提供和接受单元。

2.2.2 过程控制级

过程控制级设备采用百特工控公司DCS5000 Mini型锅炉测控系统相关控制器，完成实时数据的采集、储存、计算和回路控制、逻辑控制等。控制器通过RS485总线向监控管理级的计算机传送数据，与现场控制级的各类仪表进行通讯。由于过程控制级在整个监控系统中完成所有实时数据的采集和控制任务，因此，作为整个监控系统的核心，过程控制级是可靠性、速度要求最高、技术最复杂的一部分。

2.2.3 监控管理级

监控管理级的设备采用高可靠性的工业计算机以及的高分辨率19英寸彩色显示器。使用中文Windows NT4.0/9X桌面操作系统和BT5000/6000人机界面。监控级工作站间以及与过程控制级间采用RS485总线。上位机可将系统的数据以字符和动态图形的方式显示出来，操作员可在工作站上通过键盘和鼠标对现场设备进行控制，并有数据的存储、运算、报警和报表打印等功能。

3．控制方案

3.1 控制对象工艺特点与控制方案概述

为确保发酵罐的正常工作，对典型回路我们采用传统的调节方案并结合我们的实践经验来完成。充分考虑到发酵罐的安全性、可靠性，准确性。

3.2方案说明

3.2.1发酵罐的温度控制（）

温度的变化直接影响到主汽压力值，也是锅炉控制的主要参数。锅炉控制水平的高低，直接表现在锅炉的出力的程度。本方案控制核心也是以此为

基础。（若是母管控制系统，需考虑母管压力对主汽压力的影响，增加母管压力控制回路，根据母管压力与给定值的偏差产生调节输出，作为主汽压力调节回路的给定值，要保证主汽压力的控制品质。）

3.2.2给煤/送风调节控制

根据负荷发生变化，调节给煤/送风从而使平衡锅炉出力，满足负荷变化。具体通过调节各自的设定值及参数实现风、煤成比例调节。

通过调节变频控制器来改变炉排转速控制给煤量。

通过调节鼓风机档板或转速来达到调节风量的调节。

3.2.3二次风调节

为保整个燃烧过程为富氧燃烧。结合氧量校正调节二次风量，使一、二风的总风量达到与煤形成比例控制。

3.2.4膛负压调节(单回路调节)

炉膛负压的调节通道动态特性较好，但扰动通道的飞升速度快，必须保证送、引风的协调控制，根据炉膛负压变化调节引风当板，前馈信号取自送风调节的输出而不是送风量，因为相对于对象扰动通道动态特性的飞升时间来说，送风量信号对负荷变化的反应太慢。

为防止引风挡板由于某种原因开得过大或关得过小而造成锅炉灭火，必须在调节输出后加入高低限幅措施。

3.2.5汽包水位控制调节

汽包水位是锅炉安全生产运行中的一个非常重要的工艺参数，历来工艺上均要求汽包水位被控制在一个非常严格的工作范围内。由于引起汽包水位变化的因素较多，如锅炉负荷、燃烧工况、给水压力等，加上锅炉特有的虚假水位现象，简单的单回路控制难以满足对控制的要求，本方案汽包水位采用三冲量串级调节方式，即汽包水位作为主被控变量，给水流量和蒸汽流量的差值作为副被控变量构成串级调节控制系统，从而克服汽包虚假水位现象，维持汽水平衡，从而保证汽包液位一定。其流程框图如附图二所示。

4．系统监控水平

监控水平由上位监控和下位控制水平来体现。监控管理级是操作和管理人员监视生产状况、设备运行状态和工艺参数的人机接口。根据工艺要求，结合现场的具体情况，本系统中的监控管理级分为工程师站和操作站两部分，

工程师站在完成监控与编程组态的同时兼作监视操作总站，操作站有1个19英寸的监视器，检测来自各工艺系统内的数据进行显示、报警、打印并可按权限自动和自由地调节各工艺参数等，并且重要参数可在监控站上长期记录，直到您将其备份出来为止。下位控制站是完成程序控制的载体，也是控制系统与现场设备的接口，其高可靠、高效率及齐全的功能都具有非常重要与必须的意义。所有监控级软件无千年问题。

4.1监控管理

4.1.1画面显示功能

本系统组态可以实现多种画面，每个工作站有多幅画面，画面可在线滚动，每幅画面均有状态提示和当前报警行提示。操作人员可以通过下述方法操作画面：

(1) 在菜单上选择画面；

(2) 在当前画面的功能键位置双击鼠标或按功能键切换画面；

(3) 当前画面组态的任何符号上（按钮、图标、字符等）双击鼠标切换画面；

(4) 在当前画面的一个区域（矩形、圆/椭圆或多边形）内双击鼠标切换画面；

(5) 发生某个事先定义的报警事件时自动切换到报警事件所在的画面；

在工作站上可以生成以下画面：

●菜单画面：列出该菜单下所有画面及中文说明，操作人员只需在菜单编号或中文说明位置双击鼠标即可切换到该画面。

●流程图画面：以动态流程图的形式显示过程信息。本系统的动态流程图画面可以超出屏幕大小，使用画面滚动条即可移动画面；画面上带有控制面板图用以操作控制回路；系统配有符号库，用户也可以自定义符号放入符号库中；符号的前景色、背景色、符号的位置和移动方向均可任意指定，并可动态地变化及闪烁。

●控制分组画面：本系统能以类似常规调节器的形式显示控制回路操作面板和测点信息的控制面板图。变量值可每秒更新一次。分组由组态而定，运行人员不可任意改变，运行人员只可看到本画面所提供的变量信息。每个变量有一个16字符的位号、一个内部数据表名和一个64字符的描述字符串。对模拟回路面板，运行人员可控制设定值、输出值、控制方式切换等。对数

字回路面板，运行人员可控制设备的开启等。

●回路参数画面：设画面包括一个控制面板图和该控制点的其他信息，如PID参数、报警限、算法公式及当前趋势图等该控制面板图以外的信息。可设置成仅工程师可见或可修改，运行人员可在面板图上操作。

●趋势曲线画面：工作站上的趋势显示画面每个画面最多可显示两幅趋势图。每幅趋势图最多可显示8个变量（以不同的颜色表示）。显示的变量事先组态好，运行人员不能改变。趋势图有放大和卷动功能。趋势画面的大小与显示器的大小一样，不能超出。相邻分辨率的时间最短为1秒，最大趋势记录时间为一年，趋势图上显示的数据可以选择瞬态值或平均值。趋势图上以不同的颜色描述出变量的位号、工程单位、最大值、最小值等。

●报警汇总画面：该画面能显示全部报警或分类报警，所有报警均按时间顺序保存在硬盘上，保存的报警量仅受工作站硬盘存储能力的限制。每个报警项内容包括：发生报警的时间和日期、报警点位号、数值及工程单位，报警描述、报警类型、报警级别（如警告、严重、危急、恢复正常等），未经确认的报警以其他颜色表示。

4.1.2 操作与组态功能

(1) 操作功能

主要的操作功能，除了登录和输入密码外，全部的操作都可由鼠标完成，包括输入数据。本系统的操作站上用鼠标能完成选择画面、选择报警组、报警复位/应答、打印屏幕、报表选择、趋势记录、修改参数、滚屏、加锁等功能。

本系统较少用键盘操作。键盘能完成上述鼠标操作的全部功能，并且用户登录必须用键盘。但是用键盘操作较复杂，必须熟记很多键的组合和命令格式。

所有参数、符号的显示和修改都可指定运行人员的级别，因而很容易实现不同级别的用户观看和操作不同的参数。

(2) 组态功能

组态功能可由鼠标和键盘两种工具进行完成。对图形符号的生成和画面构造主要由鼠标来完成，对需要输入字符的场合，如填写位号、数字、编辑命令、建立报表、生产历史数据等组态主要由键盘完成。组态功能可完成：过程变量的定义（包括位号、工程单位、零点、量程、报警限等）；控制回路的组态（包括定义测量值、设定值、输出值、PID参数、输出/输入限制等）；建立实时和历史数据库；生成显示画面；生成报表；组态历史趋势画面；生成

命令文件，顺序执行文件和定时命令文件等；组态实时电子表格；组态文件的管理等。组态可在线修改（仅工程师级别用户）。组态结果可立即模拟显示。

4.1.3 操作安全

(1) 系统设计有运行人员用户名和口令询问，并记录任何用户进入和离开系统的时间以及任何用户操作规定的控制命令（如修改某参数、改变控制状态等）的时间以备查考。

(2) 系统设计的画面将简单到按一下鼠标即可执行一组命令和控制一个参数的程序。

(3) 系统组态时可对任意参数设定规定的边界检查，包括SP和PV值等。

4.1.4 历史数据

系统各个工作站都保留其历史数据。每个参数需要历史数据必须事先组态，组态中规定了历史数据的性质，包括最大最小值、采样时间、数据类型（瞬时/平均），历史数据存放介质，是否要备份历史数据及备份数据存放介质等。操作站可用趋势图方式或报表方式显示已存储的历史数据，也可在数据表中提取历史数据并参与计算。

4.1.6 报警功能

对工作站的系统部件故障报警、诊断报警等，软件能自动处理。对工艺过程报警（模拟量参数包括绝对量报警、偏差报警、速度报警；数字量包括置位和复位报警）必须进行报警组态才能自动处理。系统对任一报警可以用工作站内置喇叭发出声报警，也可以将重要参数报警组态为报警出现时输出到某个数字输出点，以驱动外接音响。对每个报警可组态为报警发生时系统自动切换至报警参数所在画面，同时在报警提示行以醒目的颜色显示报警信息。

对每个报警可以组态是否需要打印及打印风格，工作站上显示的报警均带日期和时间，同时对报警参数恢复的日期和时间同样进行显示和记录。对每个模拟量设置和检查其高高限、高限、低限、低低限、变化率高限、设定偏差等报警类型的方法是在报警组态的对话框内填表完成。报警和打印的时间分辨率最高为1秒。

4.1.7 报表功能

(1)即时报表

报表的各字段与参数的位号或数据表一一对应，无需时间信息，使用的是瞬间采样数据。即时报表可组态所有参数，报表的生成和打印可由程序自动

（定时）控制、报警控制、开关量触发或操作员直接控制。

(2)定期报表

定期报表的各字段与参数的位号或数据表名以及时间、日期一一对应，使用的是该参数在指定时间内的数据。定期报表只能打印那些带有历史数据信息的参数。计算变量（包括平均值、累计值或累积值）可在表格模块中计算可当普通参数一样打印和存储。定期报表格式可任意组态，打印时间可在定时程序中设置，也可由操作员直接控制。

4.1.8 通讯功能

监控管理级具有与仪表型控制器通讯的功能，运行在工作站内的接口软件通过RS485通讯口与控制器进行通讯。完成人机监控功能。

4.1.9 “管控一体化”功能

BT6000系统计算机管理控制网络一体化功能非常强大，由于它采用的是标准RS485协议。BT6000系统支持ACTIVE X、OPC技术，系统与Internet网可无缝连接，在全球任何一个地点可通过Internet网访问系统实时数据，是真正面向“21世纪的Mini型全分散监控产品”。

4.2 控制和I/O处理功能

控制器满足范围广泛的过程自动化要求，包括I/O处理、控制、逻辑功能，还能提供更先进的控制功能。所有被监视的I/O点的数值首先转换为工程量单位，然后用于控制处理。

4.2.1I/O监视功能

I/O监视执行I/O扫描和I/O处理。控制器有以下I/O模板。

?模拟量输入点

TC、RTD或标准信号4-20Ma输入点都有下列信号转换和处理功能。

●PV源

●PV值状态

●PV滤波器（一阶滞后）

●PV报警

PV坏

PV高/低

PV高高/低低

PV变化速率

4.2.2 报警系统功能

控制器支持报警功能。当发生过程报警时，这些报警通过控制台各种显示屏幕和声响设备通告操作员。

以下警报可对过程变量进行组态：

●高变化速率高

●高高变化速率低

●低重大变化

●低低

对于各种PV报警可以设置一个死区，而且可以指定给I/O点和控制点。一般，当I/O点为控制点使用时，报警也可以在控制点中组态，并可用作为操作员界面的一个标志。

状态报警允许设置可组态的死区时间。指令不符和非指令变化的报警用于数字混成点。

报警优先级可以对每种报警每个点逐个组态。报警等级有五种：

●紧急（危急）

●高（重要）

●低（普通）

●初级（仅记录）

●无（无作用）

?数字输入点

数字输入点提供以下功能：

●输入累计

●状态输入

?数字输出点

数字点输出点提供以下功能：

●输出（可逐点组态）控制起停

●在模块故障情况下故障预定值（保持或预设状态）

4.2.3 系统组态

在工程师站上可对系统组态进行画面在线与离线修改。

四、安装与调试

4.1项目制作

我方将邀请买方主要人员参与项目制作，包含控制工艺的确定、硬件设计、软件编制等。

4.2 安装

我方负责系统界面内的安装。但不涉及控制柜并柜、铺设户外电缆等涉及土建的

部分，安装时我方将派工程师现场指导。安装时我方工程师的费用由我方自负。

安装过程中，买方配合的工作内容有；

*现场具备安装条件（含现场电气条件、建筑条件、卫生条件及现场保安等）

*有经验的电气专业安装人员协助安装

4.3调试

我方在进行系统调试前, 将对系统的各种接线和安装全面检查, 在万无一失的情况下, 对系统进行调试.

4.4试运行

我方在对系统进行了各种必要的测试和烤机, 并经过各种模拟运行后方可让系统投入生产试运行.

五、验收

系统验收分为出厂验收和现场验收。

出厂验收：系统制作完成后在我方进行出厂验收. 我方提供相应的摸拟运行条件, 配合买方进行验收.

现场验收：系统安装调试完成后, 由买方进行现场验收.

六、技术培训

6.1总则

对买方的设计\施工\运行及维护人员的培训是本系统成功启动和运行的基础. 设备至现场安装调试后, 我方人员对于买方人员进行技术交底并进行必要的操作, 维护培训, 保证在现场的正确使用. 培训班对象为现场操作人员, 维护工程师.

6.2培训方式

系统设备到现场安装调试, 试运行后, 我方对买方人员进行必要的现场培训.

6.3培训内容

*系统硬件知识, 操作维护的培训.

*系统软件知识, 系统管理的培训.

*CRT画面, 表格, 数据库, 操作和维护方法的培训.

*本地工作站单元及有关硬件的操作, 维护.

七、技术资料

我方分期提供以下技术资料

1. 系统硬件安装图

2. 系统硬件接线图

3. 系统使用说明书

4. 系统维护说明书

5. 系统设计说明书

6. 配套设备的原包装资料

7. 系统软件编制说明书

8. 系统软件流程图

9. 系统软件源程序(以光盘或磁盘形式提供)

10.配套软件的原包装资料

11.其它有关资料和图纸

八、售后服务

系统保修期为一年, 终生维护. 在保修期内, 我方免费为买方提供服务. 但由买方操作不当造成损坏, 则买方应付损坏的硬件费用. 保修期以后出现的故障, 我方保证修理, 但需酌收修理成本费. 如遇紧急事故, 在接到用户通知后, 响应时间为4小时,1天内到达现场

发酵罐温度串级控制系统概述

一、被控对象工作原理及结构特点等 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。它们的最适生长温度一般在20～40摄氏度。在发酵过程中，应维持适当温度，以使微生物生长代谢顺利进行。由于微生物的种类不同，所具有的酶系及其性质也不同，因此所要求的温度也不同，如细菌的生长温度大多比霉菌高。有些微生物在生长、繁殖和合成代谢产物等各个阶

发酵罐安全操作流程通用版

操作规程编号：YTO-FS-PD456 发酵罐安全操作流程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

发酵罐安全操作流程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在0.4~0.7MPa之间，相对湿度应小于60%；再调节空气减压阀，使其出口压力在0.2~0.25MPa之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换，如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力0.15MPa保持 30min，如果出现压力下降，请用肥皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒

发酵罐的结构系统及使用

发酵罐的结构系统及使用.txt28 生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。实验十五发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1 ．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体） 2．温度系统： （1）夹套升温：蒸汽通入夹套。 （2）夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 （3）发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。 3．空气系统： 取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。 冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 （丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网 （加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。

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 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

发酵罐安全操作流程

发酵罐安全操作流程 Prepared on 24 November 2020

发酵罐安全操作流程 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在~之间，相对湿度应小于60%；再调节空 气减压阀，使其出口压力在~之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换， 如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力保持30min，如果出现压力下降，请用肥 皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒 1、首先关闭空气过滤器前的进蒸汽阀，缓慢卸掉空气过滤器内压力； 2、打开蒸汽过滤器下端的排污阀（排净冷凝水后微开），缓缓开启蒸汽 阀，排净管道内冷凝水后调整蒸汽阀大小，保证蒸汽压力以上； 3、打开空气过滤器下端的排污阀，慢慢打开过滤器前的蒸汽阀，待排尽冷 凝水后排污阀微开；

4、开启过滤器后的排气阀门，通过调整其与蒸汽阀的大小，维持压力~消毒 30min； 5、消毒结束调小排气阀与排污阀的开度，迅速关闭蒸汽阀同时打开进空气 阀（换气过程中保证压力不掉零），调整空气阀大小保持压力在~，以便吹干空气过滤器； 6、约20~30min过滤器吹干后（过滤器外壁温度降至常温，手试吹出的空气 干燥、细腻、滑润），关闭过滤器下端的排污阀及排气阀，保持正压； 三、罐空消 1、首先打开夹套下端的排水阀，排尽夹套中的水； 2、依次打开取样阀、蒸汽阀，排尽管道内冷凝水后将取样阀转为微开；稍 开罐排气阀，再缓慢开启罐底隔膜阀使蒸汽徐徐进入发酵罐； 3、在灭菌过程中时刻注意并控制罐压在~内，罐压的控制通过蒸汽阀和排气 阀来实现； 4、空消30~50min后，关闭蒸汽阀和罐底隔膜阀，关闭后压力会迅速下降， 为防止罐内产生负压，需将进空气阀打开，维持罐压~或者压力下降至零时将排气阀打开自然冷却；待温度降至80℃以下时排尽罐内冷凝水； 四、实消 1、将标定好的PH电极、溶氧电极等检测设备安装，检查确保安装到位，旋紧螺母； 2、关闭罐底隔膜阀，微通风、开低转速，按工艺要求将配制好的培养基加 入罐内，检查无漏加原料后将加料口螺母适度拧紧；

发酵罐操作说明书

-- - 发酵系统操作规程 一、发酵前准备工作 （1）检查电源是否正常，空压机、蒸汽发生器和循环水系统是否正常工作。 （2）检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。 （3）开动空压机，用0.15Mpa压力，检查发酵罐、过滤器、管路、阀门等密封性是否良好，有无泄漏。罐体夹套与罐内是否密封（换季时应重 点检测），确保所有阀门处于关闭状态。 （4）检查冷却水压、电压、气（汽）压能否正常供应。进水压维持在0.12Mpa，允许在0.15-0.2MpaX围变动，不能超过0.2Mpa，温度应低于发酵温 度10℃以上；电源AC220V±10%，零地分开，频率50Hz，罐体可靠接 地；输入蒸汽压力应维持在0.4Mpa，进入系统后通过阀门控制压力为 0.12-0.13MPa；空压机压力值0.7Mpa，空气进入压力应控制在 0.25-0.30MP（空气初级过滤器的压力值）。 （5）检查电机能否正常运转。电磁阀能否正常吸合。 二、灭菌 1.发酵系统安装好后的初次清洗 罐内的清洗：种子罐可将罐体上方的法兰卸开，由操作工采用洁净布手动清洗，结束后排尽罐内的污水，在多冲洗几遍即可。发酵罐的清洗可采用自来水管通过手孔向罐体内壁冲洗，当水位上升到搅拌轴的第二片叶轮时停止冲洗，开动电机搅拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水冲洗，再根据

相应功能采用相应的清洗介质（清洗管路时应以保护管路中的各种元件为前提），具体步骤可参考“空气管路的灭菌”。如果发酵系统长时间不用或培养的菌体与上一批次的不相同时，可采用2%NaOH清洗，清洗结束后应对发酵系统灭菌。 2.发酵罐空消 （1）空气精过滤器的空消：将所有阀门均关闭，然后微开J3、J4、J5、打开Q9，通过调节J3、J4、J5阀门的开启度保持空气精过滤器上端压 力表读数为0.12-0.125Mpa，维持30分钟，空气经过滤器消毒完成。 （2）发酵罐空消：打开G2、J2、G3、J1、J9、Q6、Q7及Q9，通过调节G2和J1阀门的开启度调节发酵罐压力控制在0.12-0.125Mpa，温度121 度-125度。维持30分钟，发酵罐空消结束。 （3）当空消时间达到30分钟后，关闭J2、J3、J5，然后迅速打开Q2、Q3，通空气吹扫空气精过滤器，待J4阀门出口空气干燥后关闭J2、J3、J4、 J5，保持空气精过滤器压力表读数为0.1Mpa。 3.发酵罐实消 实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。 (1)空消结束后，将校正好的PH电极装好，尽快将配好的培养基从加料口加入罐内。 (2)培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量应根据工艺要求确定，发酵液的最终容积为罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为60％左右，泡沫少的培养基可达75～80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，以及是否流加，

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。某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。 并且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、生物高分子等。而发酵过程是酵母在一定的条件下，利用可发酵性物质而进行的正常生命活动。 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。 在发酵罐温度控制系统中应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器是工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术也难以采用，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定时，应用PID控制技术最为方便。采用PID算法进行温度控制，它具有控制精度高，能够克服容量滞后的特点，特别适用于负荷变化大、容量滞后较大、控制品质要求又很高的控制系统。 本次课设要求自行设计模拟式PID控制器，通过与前面传感器测定的发酵罐温度产生的电压信号进行比较，转换为输出时的4~20mA电流信号来对冷水阀门开度进行控制，采用冷水法对发酵罐进行降温，以达到对发酵罐温度进行控制的目的。参数要求测定范围是30℃~50℃，测量精度为±0.5℃，以此作为对温度传感器的选择依据。

发酵操作流程

基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条 件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管 道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补 料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。

19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐 离心。

发酵罐温度控制系统的设计

洛阳理工学院 计算机控制技术与应用课程设计 题目：发酵培养基温度控制系统设计 学生姓名： 学号： 班级： 专业：

摘要 本题要设计的是发酵培养基温度控制系统，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 前言........................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1.1 发酵培养基简介 3 1.1.2工艺背景：................................................................ 错误！未定义书签。 1．2温度对发酵的影响...................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1温度影响微生物细胞生长................................. 错误！未定义书签。 1.2.2温度影响产物的生成量..................................... 错误！未定义书签。 1.2.3温度影响生物合成的方向................................. 错误！未定义书签。 1.2.4温度影响发酵液的物理性质............................. 错误！未定义书签。 1.3、影响发酵温度变化的因素：..................................... 错误！未定义书签。 1.4发酵热的测定................................................................ 错误！未定义书签。 1.5最适温度的选择与发酵温度的控制............................ 错误！未定义书签。 1.5.1温度的选择....................................................................................... VII 2 培养基温度控制系统的设计.................................................. 错误！未定义书签。 2.1总体设计方案.............................................................................................. VII 2.1.1 系统总框图...................................................................................... VII 2．2硬件设计................................................................................................... V III 2.2.1温度采集电路.................................................................................. V III 2.2.2 PLC与计算机的通信......................................................................... I X 2.3软件部分......................................................................................................... X 3总结........................................................................................................................ X III 参考文献：............................................................................................................... X III

发酵温度控制系统的数学模型及仿真

2 发酵罐温度控制系统的数学模型 发酵罐温度控制系统实验平台是以一个7L 发酵罐为主体，罐壁设置有冷却套,相应的设立测温点和调节阀,通过阀门调节冷却套内冷却液的流量来实现对发酵罐内温度的控制，发酵罐示意图如图1所示。 图1 发酵罐示意图 在白酒发酵的过程中，发酵罐内由于酵母的作用，在发酵过程中会产生生化反应热，热量的逐渐释放导致发酵温度逐渐上升。在整个发酵过程中，发酵温度必须根据具体的生产工艺进行严格控制，罐内温度通过控制冷却夹套内的冷却水的流量进行降温，整套系统没有外部加热措施。罐内发酵反应热有一部分使罐内温度升高，一部分热量散失到罐壁和冷媒中，在此不考虑发酵体与罐壁之间的热量传递，罐内的热平衡方程为： ? =-Tdt mC Q Q 21 （2-1） 式中 1Q ：发酵过程产生的热量；2Q :发酵过程散失的热量；m ：反应物质量 C ：发酵罐内反应物的比热容；T 发酵罐温度。 公式1-1可以写成： ? =?Tdt MC Q （2-2） 式中 21Q Q Q -=? 对公式1-2求拉普拉斯变换得： s m C T Q S S )()(=? （2-3） 即可由罐内的热平衡方程式可以得到发酵罐内的传递函数为: m C s Q T G S S S 1 ) ()()(= ?= （2-4） 考虑到在实际的过程中的干扰因素,所以被控对象的数学模型中添加一个滞后环节。因此,用一阶惯性加纯滞后环节来表示,其传递函数为 mCs e Q T G s S S S τ-= ?= ) ()()( （2-5）

3 模糊预测控制器的设计及仿真结果 针对发酵罐中发酵对象大时滞、大时变、严格的非线性、多变量耦合等特点。采用了将模糊控制与预测控制结合的方法，利用模糊建模方法建立对象预测模型。将设定值与预测输入值之间的预测误差值及预测误差值的变化率作为模糊控制器的输入，模糊控制器再根据模糊规则来推理得到控制量，通过执行机构控制被控对象。其结构图如图2所示。 图2模糊控制系统结构图 3.1预测控制部分 预测控制算法与动态矩阵控制算法类似, 主要通过预测模型,利用系统的输入输出数据预测未来时刻系统输出,作为糊控制器的输入。 3.1.1预测模型 假设被控对象基于阶跃响应的预测模型向量为T N a a a a ],...,,[21=，N 为建模时域。则在k 时刻对系统施加一个控制增量Δu(k)时,即可算出在其作用下未来时刻N 个输出值的向量形式： )()()(k u a k y k y po m ??+= （3-1） 式中)(k y po 为k 时刻未加Δu(k)时的初始预测值,)(k y m 为k 时刻在Δu(k)作用下的模型预测值。 3.1.2在线校正 当k 时刻对系统施加控制u(k)时，利用预测模型即可得出未来时刻的输出预测值 )(k y m 。但是，由于实际存在的模型时变、非线性、环境干扰等因素的影响，预测值会偏离 实际值，故在k+l 时刻要利用系统的实际输出y (k+1)进行在线校正： )]|1()1([)()(k k y k y h k y k y m m p +-++= （3-2） 式中h 为N 维误差校正向量,这里取0.11=h ，9.0=i h ，i=2,3...,N 。)(k y p 为校正后的预测值，经过移位后即可作为k+1时刻的初始预测值，用向量形式可表示为： )()1(k y S k y p po ?=+ （3-3） 式中S 为位移阵。

发酵罐操作操作规范

发酵罐操作流程 1 技术准备 发酵罐使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、循环水系统是否能正常工作。同时要检查管道是否通畅及废水废气管道的完好情况。 2 空消 在投料前，气路、料路、发酵罐罐体必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 2.1 空消步骤 打开蒸汽总开关----打开排冷凝水阀-------打开蒸汽过滤器开关------关闭预过滤器开关---打开空气精过滤器开关---打开进罐空气阀---打开空气排气阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开取料口进罐蒸汽阀---打开取样口排气----打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---打开接菌口和流量计出的排气阀。 2.2 空消注意事项 2.2.1 空气管路上有预过滤器和空气过滤器，预过滤器不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将预过滤器的阀门关闭。 2.2.2 空消时，应将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为 0.13~0.15Mpa,空消时间为50分钟，夹层排水阀一直打开。 2.2.3 经常用手感受进蒸汽管道的畅通。 2.2.4 发酵罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉。 2.2.5空消结束后要通入无菌风吹干管路，并且管路和罐体要始终保持正压，以免杂菌的进入。 3 罐体实消 实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。空消结束后，罐体压力降至0.03Mpa,打开罐体下面出料口排水阀排冷凝水，待排完后，关紧出料口阀门。打开进料口，加入培养基，拧紧。 3.1 实消步骤 开启机械搅拌装置---打开蒸汽总开关---打开拍冷凝水阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开夹层蒸汽阀 ---打开排气口排罐体冷空气---夹层温度达到95℃时关闭夹层蒸汽阀---打开罐体上面进蒸汽阀---打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---罐体压力达到0.15Mpa时开始计时，通过调节蒸汽阀保压30分钟。

过程控制课程设计——啤酒发酵罐温度控制系统

内蒙古科技大学信息工程学院过程控制课程设计报告 题目：啤酒发酵罐的温度控制系统设计 学生姓名：赵晓红 学号：0967112235 专业：测控技术及仪器 班级：09测控2班 指导教师：左鸿飞

前言 啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。近年来，国外的各大啤酒生产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份额。国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造，提高生产率，保证产品质量，以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。 啤酒的发酵过程是一个微生物代谢过程。它通过多种酵母的多种酶解作用，将可发酵的糖类转化为酒精和CO2,以及其他一些影响质量和口味的代谢物。在发酵期间，工艺上主要控制的变量是温度、糖度和时间。 啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制我国大部分啤酒生产厂家目前仍然采用常规仪表进行控制，人工监控各种参数，人为因素较多。这种人工控制方式很难保证生产工艺的正确执行，导致啤酒质量不稳定，波动性大且不利于扩大再生产规模。 在啤酒生产过程中，糖度的控制是由控制发酵的温度来完成的，而在一定麦芽汁浓度、酵母数量和活性的条件下时间的控制也取决于发酵的温度。因此控制好啤酒发酵过程的温度及其升降速率是解决啤酒质量和生产效率的关键。 在本次啤酒发酵温度控制系统设计过程中各种工艺参数的控制采用串级控制系统实现，主要控制锥形发酵罐的中部温度，采用常规自动化仪表及装置来实现温度及其他参数的检测与控制、显示。

发酵罐的设计

目录 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)

第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)

发酵罐设计实例 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；

发酵罐安全操作规程

发酵罐安全操作规程 1．目的 通过建立发酵罐安全操作规程并严格执行，确保发酵罐安全运行。 2．适用范围 本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。 3．职责 3．1生产部负责本规程的组织制定。 3．2操作人员负责本规程的实施。 4．内容 4．1检修类别及间隔期 4．1．1 检修类别 发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。 4．1．2 检修间隔期 A．小修：每2个月进行一次。 B．中修：每10个月进行一次。 C．大修：每30个月进行一次。 D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。 4．2检修内容 4．2．1小修 A．检查紧固各部件连接螺栓。 B．检查、调整机械密封端面的压力。 C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。 D．检查、检修转动部件的磨损件。 E．检查、调整传动皮带的松紧度。 F．检查附属的仪器仪表和电控装置。 G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。

H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。 4．2．2中修 A．包括小修内容； B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件； C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件； D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承； E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件； F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点； G．检查、修理各仪表及控制装置； H．整体修补保温层及涂漆。 4．2．3大修（包括中修内容） A．检查、修理减速装置，更换轴承； B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件； C．调整罐体、减速装置、搅拌轴的位置偏差和间隔； D．换热系统和空气系统的管件试漏，更换腐蚀严重的管道、管件及阀门； E．检查、修理筒体、封头。 4．3检修前的准备 4．3．1技术准备 A．设备使用说明书，图纸、有关标准、检修记录； B．设备运行时间、缺陷、隐患、事故等状况记录。 4．3．2物资准备 A．检修用的材料、备件； B．检测仪器、拆装工具和起重设施； C．切断发酵罐电机总电源，并设有禁止启动的警示牌； D．清洗发酵罐，隔断与其它设备各连接管路，并悬挂标志牌； E．进罐前，应彻底将罐内气体排除，人员在罐内作业过程中，应不断换进新鲜空气，必要时检修人员应配带防毒呼吸器，罐外必须设人监护；

啤酒发酵罐的温度控制设计与仿真

内蒙古科技大学 本科生课程设计论文 题目：啤酒发酵罐的温度控制设计与仿真学生姓名：张胜男 学号：1167112232 专业：测控技术与仪器 班级：11-2 指导教师：左鸿飞 2014年12 月14 日

前言 过程控制课程设计是测控技术与仪器专业的实践教学环节。本次过程控制课程设计主题为啤酒厂发酵罐温度控制系统的设计，要求我们了解发酵罐温度控制的工艺背景、设计控制方案以及仪表选型等。啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。 啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。在啤酒生产过程中，糖度的控制是由控制发酵的温度来完成的，而在一定麦芽汁浓度、酵母数量和活性的条件下时间的控制也取决于发酵的温度。因此控制好啤酒发酵过程的温度及其升降速率是解决啤酒质量和生产效率的关键。 在本次啤酒发酵温度控制系统设计过程中各种工艺参数的控制采用串级控制系统实现，主要控制锥形发酵罐的中部温度，采用常规自动化仪表及装置来实现温度及其他参数的检测与控制、显示。

内蒙古科技大学课程设计任务书

目录 1. 工艺简介及控制系统设计 (4) 1.1. 啤酒生产工艺 (4) 1.2被控对象特性及控制要求 (4) 1.2.1被控对象特性 (4) 1.2.2被控对象的控制要求 (5) 1.3啤酒发酵温控系统设计 (5) 1.3.1发酵温控系统主、副被控参数的选取 (6) 1.3.2主、副调节器调节规律的选择 (7) 1.3.3主、副调节正、反作用方式的选择 (7) 1.3.4串级系统的整定 (8) 2. 控制系统的建模 (8) 2.1 数学模型的定义及特征 (8) 2.2 建模应用 (9) 2.3建立数学模型的目的 (9) 3. 系统仿真技术 (10) 3.1 系统仿真技术概述 (10) 3.2使用MATLAB对实验结果进行仿真 (10)

发酵罐的使用及其注意事项

一、准备 1、检查蒸汽管道、阀门、电机、电源、饮用水管是否有泄漏点或接通；如果有的管有泄漏点，及时更换乳胶管！ 2、检查发酵罐轴封、夹层、搅拌、视镜阀是否正常；出现异常则及时添加甘油（密封用）。 3、用自来水清洗洁净本机内壁；一般上午开机后清洗3-5次，直至流出的水清亮为止。 4、用蒸汽空消发酵罐设施及相关管道系统； 5、拧开投料口盖镙栓，启动饮用水泵电源按钮，按工艺要求加入饮用水和投入生产用原、辅物料，拧紧投料口盖镙栓； 6、关循环水进水阀，开排水阀，将夹层储水排干净； 7、检查机器各部份紧固件是否松动和齐全。乳胶塞子要及时更换新的，避免染菌造成不必要的麻烦！！ 补充：空消 在投料前，气路、料路、种子罐、发酵罐、碱罐、消泡罐必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 1. 空气管路的空消 (1) 空气管路上有三级预过滤器，冷干机和除菌过滤器。预过滤器和冷干机不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将通向预过滤器的阀门关闭，使蒸汽通过减压阀、蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。 (2) 除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，蒸汽减压阀必须调整在0.13Mpa，不得超过0.15MPa。 (3) 空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。

(4) 空消时间应持续40分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢。 (5) 经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关闭。 2. 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消 (1) 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐是将蒸汽直接通入罐内进行空消。 (2) 空消时，应将罐上的接种口，排气阀，及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为0.13～0.15Mpa。 (3) 空消时间为30～40分钟，特殊情况下，可采用间歇空消。 (4) 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消前，应将夹套内的水放掉。 (5) 空消结束后，应将罐内冷凝水排掉，并将排空阀门打开，防止冷却后罐内产生负压、损坏设备。 (6) 空消时，溶氧、PH电极取出，可以延长其使用寿命。 二、开机 置设备状态标志为使用状态；启动搅拌控制键按钮。 三、使用 1 、空气分过滤器灭菌； 2 、关空气进气阀，开排气阀，待压力降为零； 3、开蒸汽进汽阀，排汽阀开1/4圈，压力升至0.2Mpa时，进入实罐灭菌；

发酵罐调试工序方案

工程调试工序方案概述 设备调试内容 调试前做好调试验收的表单，逐项检查验收，调试完成后，双方确认签字。 管道阀门清灰及清洗 1)拆下空气过滤的上壳及有要求的仪器仪表； 2)按工艺管道的走向，用系统的空气逐步吹净所有管道中的灰、铁 渣等其它异物； 3)在吹带有旁路管道的仪器仪表时，使用旁路管道； 4)装配上拆下的过滤的上壳及仪器仪表； 5)按工艺管道的走向，用系统的蒸汽逐步清洗所有管道中的油灰、 抛光蜡等其它异物； 6)用空气吹干管道中的水蒸汽，持续用压力较高的空气通2到4小 时左右（大流量，保证管道清洁）； 管道、阀门及元器件检漏 1)用经过减压后的空气，用肥皂水检查空气管道、蒸汽管道、补料 管道、移种管道及管道上的阀门等管道元器件的密封情况； 2)记录漏点并逐一处理漏点，确保无泄漏； 3)用经过减压后的空气，通入蒸汽管道后进入夹套（蒸汽总阀门确 认关闭），检查夹套及夹套上工艺管道的密封情况； 4)记录漏点并逐一处理漏点，确保无泄漏； 5)让使用方人员参与，作好记录，双方确认签字； 罐体清洗 1)确认罐体内没有焊丝、抛光片等杂物； 2)确认罐内的搅拌系统、机械密封装置、电机减速机等安装到位， 没有安全隐患等； 3)用自来水冲洗罐壁（高压水枪），必要时清洗人员下罐内用软布 擦洗（确认电源断开，蒸汽阀门关闭，安全保障到位）； 4)在允许的情况下，以水代料（或碱液煮罐）实消（清洗缸体）一 次（实消前确认罐口连接完好，无安全隐患）； 罐体压力测试 1)确认机械密封安装调整好； 2)用经过减压后的空气，通入罐内用肥皂水检查漏点； 3)确认罐体、罐口连接装置、阀门等连接可靠无漏点； 4)如果机械密封存在漏点，罐内加水后运行磨合机械密封，直到无 泄漏为此； 5)排除漏点后，用0.15MPa的空气保压24小时后，保证空气压力在 0.10MPa以上； 电机运转等测试