固体发酵过程软测量与智能控制成套装备
属机械制造领域,涉及在线检测、智能控制技术与固体发酵装备设计,任务源于自选项目、863计划课题:海洋生物酶发酵过程软测量与优化控制研究(2007AA091602)“基于神经网络逆的生物反应过程软测量技术及优化控制(2007AA04Z179)”;国家中小型企业创新基金:全数字智能化固态发酵罐(12C26213202207);镇江市科技支撑项目:秸秆饲料蛋白固体发酵成套设备关键技术研究(NY2010017)。核心技术内容有:
1.针对液体制种发酵过程,提出多种生物量软测量模型。
2.针对固体发酵过程pH和湿度,提出了基于近红外光谱技术的快速检测方法;针对固体发酵过程状态,提出了基于近红外光谱技术的状态监测方法,建立了定性监测模型;
3.针对发酵过程控制问题,提出了基于在线学习神经网络逆的发酵过程关键参数解耦控制方法和基于神经网络逆的自适应反馈补偿的发酵过程关键参数控制方法,有效提高神经网络逆控制性能;提出了软测量与神经网络逆一体化解耦控制策略。采用软测量技术实现发酵过程关键参数的估计,并为神经网络逆解耦控制系统提供所需反馈指标;
4.固体物料快速、连续灭菌装置研发;快速、组合干燥装置研发。
主要经济技术指标:
1.适应多种发酵体系、便于发酵过程优化和工艺分析的软测量和控制软件包。
2.从液体制种到固体发酵、产物干燥和包装功能的成套固体发酵装置。
3.封闭式自动进出料,能够快速灭菌及冷却、连续蒸料和接种。
立足于秸秆生态工业群,选择了具有代表性的生物能源、生物农药、生物饲料等多个生产领域推广应用。从2008年推广应用以来,已新增产值近3亿元,预计今后三年内产值将达到8~10亿元。申请14项专利,5项已授权;在国内外核心刊物发表相关论文近20篇,对完善现代固体发酵测控理论与生产实践具有重要意义。
鉴定评价为“重要参量的解耦控制等方面……整体达到国际先进水平(RT-II型智能光合反应生物发酵装置,中国机械工业联合会科技成果鉴定,JK鉴字[2007]第2014号)”、“系统关键参数的软测量及控制技术达到国际先进水平(海洋微生物酶的关键工艺参数与装备技术的研发,中国机械工业联合会科技成果鉴定、JK鉴字[2009]第2052号)”、“该技术及设备创新性明显,其综合技术水平处于国内领先水平。在基于近红外光谱的发酵过程参数检测方面达到国际先进水平。中国机械工业联合会科技成果鉴定、JK鉴字[2013]第2163号)”间接经济效益和社会效益显著。