用于生物发酵的搅拌控制方法及搅拌机构与流程

本发明涉及物料混合，具体涉及用于生物发酵的搅拌控制方法及搅拌机构。

背景技术：

1、在生物发酵过程中，搅拌系统通过电机和变速箱提供动力，使搅拌桨和搅拌轴进行运作，进而使罐内物料较好地混合，有利于固体和营养物质接触充分，便于营养吸收及代谢产物的分散。也可让进入罐中的空气分散均匀，增加发酵罐内气液接触面积，有利于氧气和发酵液的混合。

2、但传统的生物发酵技术中，搅拌器通常基于经验设定的控制参数进行简单控制，基于经验设定的控制参数不具备迁移性，且决策效率较低，无法实现工业化。

技术实现思路

1、本申请提供了用于生物发酵的搅拌控制方法及搅拌机构，用于解决现有技术中传统的生物发酵技术基于经验设定控制参数，不具备迁移性且决策效率较低，无法实现工业化的技术问题。

2、本申请的第一个方面，提供了用于生物发酵的搅拌控制方法，所述方法包括：通过用户端，接收搅拌控制优化请求，其中，所述搅拌控制优化请求包括发酵剂类型、发酵底物类型、发酵剂比例和发酵底物比例；根据所述发酵剂类型、所述发酵底物类型、所述发酵剂比例和所述发酵底物比例进行健康发酵状态采样，获得酸碱度期望阈值时序信息与溶解氧含量期望阈值时序信息；获得生物发酵罐约束条件和搅拌浆约束条件，其中，所述生物发酵罐约束条件包括发酵罐直径、发酵罐高度，所述搅拌浆约束条件包括搅拌浆直径、标识搅拌长度；遍历搅拌控制因子集，配置搅拌控制因子取值约束区间集合；根据所述搅拌控制因子取值约束区间集合，生成若干个第一搅拌控制因子取值结果集合；以所述发酵剂类型、所述发酵底物类型、所述发酵剂比例、所述发酵底物比例、所述发酵罐直径、所述发酵罐高度，所述搅拌浆直径和所述标识搅拌长度为约束，对所述若干个第一搅拌控制因子取值结果集合进行发酵状态预测，获得若干个发酵状态预测结果；根据所述若干个发酵状态预测结果，结合所述酸碱度期望阈值时序信息与所述溶解氧含量期望阈值时序信息，对所述若干个第一搅拌控制因子取值结果集合执行寻优，生成搅拌控制优化参数，发送至所述用户端。

3、本申请的第二个方面，提供了用于生物发酵的搅拌机构，用于实施上述用于生物发酵的搅拌控制方法。

4、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

5、本申请提供的用于生物发酵的搅拌控制方法，涉及物料混合技术领域，通过接收搅拌控制优化请求，进行健康发酵状态采样，获得酸碱度期望阈值时序信息与溶解氧含量期望阈值时序信息，遍历搅拌控制因子集，生成若干个第一搅拌控制因子取值结果集合，进行发酵状态预测和控制参数寻优，生成搅拌控制优化参数，解决了现有技术中传统的生物发酵技术基于经验设定控制参数，不具备迁移性且决策效率较低，无法实现工业化的技术问题，实现了基于特定发酵条件和要求，进行搅拌控制参数的自适应优化，提高发酵效率和产品质量，实现工业化生产的技术效果。

技术特征：

1.用于生物发酵的搅拌控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述发酵剂类型、所述发酵底物类型、所述发酵剂比例和所述发酵底物比例进行健康发酵状态采样，获得酸碱度期望阈值时序信息与溶解氧含量期望阈值时序信息，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述酸碱度记录时序信息集与所述溶解氧含量记录时序信息集进行融合分析，生成所述酸碱度期望阈值时序信息与所述溶解氧含量期望阈值时序信息，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，遍历所述酸碱度记录时序信息集进行时域层次分析，生成酸碱度重构时序信息集，包括：

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述酸碱度重构时序信息集进行同时域众数拟合，生成所述酸碱度期望阈值时序信息，包括：

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述发酵剂类型、所述发酵底物类型、所述发酵剂比例、所述发酵底物比例、所述发酵罐直径、所述发酵罐高度，所述搅拌浆直径和所述标识搅拌长度为约束，对所述若干个第一搅拌控制因子取值结果集合进行发酵状态预测，获得若干个发酵状态预测结果，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述若干个发酵状态预测结果，结合所述酸碱度期望阈值时序信息与所述溶解氧含量期望阈值时序信息，对所述若干个第一搅拌控制因子取值结果集合执行寻优，生成搅拌控制优化参数，包括：

8.一种搅拌机构，其特征在于，用于实施如权利要求1~7任一项所述的用于生物发酵的搅拌控制方法。

技术总结
本发明公开了用于生物发酵的搅拌控制方法及搅拌机构，涉及物料混合技术领域，该方法包括：接收搅拌控制优化请求，进行健康发酵状态采样，获得酸碱度期望阈值时序信息与溶解氧含量期望阈值时序信息；遍历搅拌控制因子集，生成若干个第一搅拌控制因子取值结果集合，结合搅拌控制优化请求、生物发酵罐约束条件和搅拌浆约束条件，进行发酵状态预测和控制参数寻优，生成搅拌控制优化参数。本发明解决了现有技术中传统的生物发酵技术基于经验设定控制参数，不具备迁移性且决策效率较低，无法实现工业化的技术问题，达到了基于特定发酵条件和要求，进行搅拌控制参数的自适应优化，提高发酵效率和产品质量的技术效果。

技术研发人员：刘飞,季永健
受保护的技术使用者：南通凯赛生化工程设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5