基于氣敏效應(yīng)的微生物發(fā)酵乙醇濃度檢測(cè)儀研究.pdf

1、乙醇濃度是微生物發(fā)酵過(guò)程中重要的過(guò)程參數(shù)，直接影響著發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化調(diào)控以及發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。在現(xiàn)有的乙醇濃度檢測(cè)方法中，離線檢測(cè)方法不僅滯后而且不能和控制系統(tǒng)相連；基于光學(xué)和聲學(xué)原理的在線檢測(cè)技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)乙醇和水二元溶液的檢測(cè)；基于生物學(xué)原理的檢測(cè)技術(shù)尚不成熟且容易污染發(fā)酵液。為了使先進(jìn)的控制方法和策略應(yīng)用到發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化調(diào)控，迫切需要對(duì)發(fā)酵過(guò)程乙醇濃度進(jìn)行準(zhǔn)確地在線檢測(cè)。因此，研究微生物發(fā)酵乙醇濃度在線

2、檢測(cè)技術(shù)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 本文在詳細(xì)分析現(xiàn)有乙醇濃度檢測(cè)方法和發(fā)酵過(guò)程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了基于氣敏效應(yīng)和氣液相平衡原理的乙醇濃度在線檢測(cè)方法，該方法使用四個(gè)氣敏傳感器組成測(cè)量電橋，利用基于分段最小二乘原理的曲線擬合法進(jìn)行系統(tǒng)非線性校正；在此基礎(chǔ)上，給出了微生物發(fā)酵乙醇濃度在線檢測(cè)儀的硬件和軟件設(shè)計(jì)。 實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，基于氣液相平衡原理建立的在線測(cè)量模型能實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程乙醇濃度的在線檢測(cè)。用于乙醇?xì)怏w檢測(cè)的傳感器電橋不僅精