基于LabVIEW的压力脉冲固态发酵反应器的研究

【摘要】：固态发酵(Solid State Fermentation, SSF)技术的研究对于自然界纤维素的综合利用具有十分重要的意义。如何解决固态发酵体系的过热问题成为制约固态发酵反应器放大和工业化应用的瓶颈。 本论文基于虚拟仪器概念,组建和开发了压力脉冲固态发酵反应器的测量和控制系统。以康宁木霉为菌种,麸皮和玉米芯为发酵基质,对空气脉冲固态发酵反应器的操作特性进行了初步研究。 本论文的文章结构为: 第一章对固态发酵技术的研究进展及虚拟仪器技术进行综述,指出固态发酵技术对于纤维素酶的生产、自然界纤维素的综合利用具有重要意义,建立在虚拟仪器技术基础上的测控系统能有效地控制固态发酵过程; 第二章对实验材料和实验方法进行描述; 第三章主要论述在虚拟仪器概念下组建和开发压力脉冲填充床固态发酵反应器及其测控系统; 第四章对空气脉冲固态发酵反应器的操作特性,包括水分蒸发、热量转移、温度分布等进行了研究; 第五章对本论文进行总结,提出课题进一步深入研究的方向。实验结果表明,压力脉冲填充床固态发酵反应器的测量和控制系统为固态发酵的研究和过程控制提供了良好的解决方案,测控软件操作界面友好、功能强大。在压力脉冲条件下,填充床固态发酵反应器的系统散热性能得到强化,其固有的温度梯度问题得到有效控制。压力脉冲填充床能创造更适于菌体生长所需的温度和湿度条件。