啤酒酵母扩培过程中温度控制系统的设计

：针对啤酒酵母扩培过程为复杂的乍化反应过程.U在不吲』 艺阶段扩培温度不同的[艺要求.结合模糊控制对非线性、大滞后、难于建立数学模型的复杂过程可实施有效控制的特点.设计lr【f1 SIS()模糊控制器和I’ID～MISO模糊控制器组成的变结构模糊控制系统,采用此方法设计的温度控制系统在实际11程心用叶l取得 较满意的控制效果.解决了’啤酒生产企业酵母扩培过程中菌种繁殖的稳定性和成活率问题。

维普资讯 http://

http://电子发烧友 http://电子技术论坛计算机测量与控制 . 0 . ( ) 2 0 1 9 5 3

94 4

C peMsen&C t o u e re m t a m t or r u nl o中图分类号： P 7; 2 T 2 3 TS 6文献标识码： B

工业控制

文章编号： 1 19 ( 0 50 04 0 17— 5 8 2 0 ) 9 94 3 6

啤酒酵母扩培过程温控制系统的设计中度周汝雁，张全国，何世钧( .河南农业大学机电工程学院，河南郑州 1 4 0 0;2河南省自动化工程技术研究中心，河南郑州 502 . 4 00 ) 5 0 8

摘要：针对啤酒酵母扩培过程为复杂的乍化反应过程 . U在不吲』艺阶段扩培温度不同的[艺要求 .结合模糊控制对非线性、大滞 后、难于建立数学模型的复杂过程可实施有效控制的特点 .设计 l【 SS)糊控制器和 I D~ MIO模糊控制器组成的变结构模糊控 r f I(模 1’ I S制系统，采用此方法设计的温度控制系统在实际 1心用叶取得较满意的控制效果 .解决了啤酒生产企业酵母扩培过程中菌种繁殖的 1程 l’稳定性和成活率问题。

关键词：变结构模糊控制；啤酒酵母扩培；温度

De i n o m pe a u e Co r lS s e i s g f Te r t r nt o y t m n Pr c s f Be r Ye s pr a li a i n o e s o e a tS e d Cu tv toZ o y n,Zh n a g o, HeShj n h u Ru a a g Qu n u。 i? u( . He a 1 n n Agrc hur lU n v r iY, Zhe gz ou iu a iest n h 45 00 0 2. Ch n i a:,5 008, Ch n I0 i a) 2. H e n Aut m a i gi erng T e hnoogy Re e r h Ce e . Zhe gz ou na o ton En ne i c l s a c nt r n h

Ab t a t T k n b e e s p e d c l v to t o p e ic e ity p o e sa d d fe e tr q ie e li i e e tc u s .c m b nn i s r c

: a i g e ry a t r a u a in g a c m lx bo h m s r r c s n i r n e ur m n n d f r n o r e o s t i ' S f f ii g w t h

e fc i eme h d o u z o to o o l e rc mpe y tm,a v r b e s c u e f z y c n r] y t n o o e fS S )f z y c n r l ra d P D f t t o ff z y c n r lf rn n i a o l x s se e v n a i l t u t r u z o to s se lc mp s d o I ( u z o to l n I a r e——

M I￣)f z y t n l ri e i n d Th ss s e r s l e l r be o t bl y a d p r e t g fl i g y a ti h e r y a ts r a u t a in S u z o io l d sg e . r e s i y t m e o v d t e p o l m f a i t n e c n a eo i n e s n t e b e e s p e d c l v t i s i v i o

p o e s T h e u to r c ia e gn e ig a pia i n s o h tt e c n r l e f n a c s s t f co y r cs. e r s l f p a tc l n i e r p l t h ws t a l o to r n c o i p or ln e i ai a t r . s K e r s v a e S c u e f z o t o; b e e s p e d c li a i n; t m p r t r y wo d: a ibl t u ! r uz y c n l r r r e r y a ts r a u tv t o e ea u e

0引言 在啤酒生产过程中，啤酒酵母的良种选育对啤酒生产质量

2系统控制策略 每级啤酒酵母扩培过程温度变化分为两个阶段，第 1阶段为降温阶段：将温度较高的麦汁送入罐内，通过阀门开度调节

起着决定性的作用。在实验室分离选育优良菌种后，菌种酵母的扩培就成为满足大规模啤酒生产需求、保持生产菌株纯化及优良性状的重要环节。扩培过程中的温度是保证菌体正常繁殖

冷却套内冷媒的流量，将麦汁降温到设定温度 T。第 1阶段是

的关键。酵母扩培

是生物反应过程 .由于菌体在不同生长阶段活动特性、反应机理不同，因此整个过程是非常复杂的非线形

过程，加之扩培过程是采用罐体从小到大的三级培养过程，随着罐体的增大 .非线性、大滞后特性更加明显，本文设计的啤酒酵母扩培温度控制系统，采用了变结构模糊控制方法 .使啤酒酵母扩培温度在不同的控制阶段达到了较理想的控制效果。

1啤酒酵母扩培温度控制系统的结构 扩培过程温度控制系统属于图 1示的啤酒酵母扩培过程所控制中的一部分，虚线框内为温度控制系统的结构。

系统采用了主控制室主控机加现场 P 控制的系统 ( I C如图 2所示 ),使主控制室与设备间分开，大大减小了由于人员出入操作间带来的染菌机会，保证了酵母的品质。稳定性、抗干扰性强的 P在设备间直接与温敏器件和输出设备相连， I C 主控机作为中心监控机，在进行扩培过程监控的同时，还可并入厂级管理及控制网络系统。收稿日期：0 5 0— 1;修回日期： 0 5 2。 2 0 1 7 2 0—0~1 9基金项目：南省重点科技攻关基金资助项目( 2 3 2 0 0。河 0 2 0 4 0 )作者简介：汝雁 ( 9 0 )河南省汝南县人，士生，要从事信周 17一，博主息处理、程控制等方向的研究。过 图 1啤酒酵母扩培过程控制图

单纯的麦汁降温过程，其它扰动对罐内温度的影响不大，随着罐内温度与设定温度的偏差 e的减小，逐渐减小阀门的开度就可逐渐降至设定值，采用偏差 e输入，阀门开度“做输出的作单输入单输出 ( I( )模糊控制器可简单有效地实现先快速 SS)

降温，至温度接近设定值时，减小输出，减慢降温速度以控制超调量，使系统快速、平稳地达到设定值，进入稳态阶段。 第Ⅱ阶段为稳定反应阶段：加入实验室阶段 (上一级扩或培 )生成的与麦汁温度相近的菌种发酵液，开始进入酵母发酵…… 此处隐藏：3837字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……