CN112342263B - 一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法，包括：(1)实时检测全自动发酵罐内的空气流量、罐压、溶解氧及搅拌转速，建立一个公式表达罐内菌体当前的生长状态，F为进气流量，R为搅拌转速，P为罐内压力，DO为溶解氧，Z为原点；原点为菌体接入发酵罐后对其进行一个0点的校正得出；(2)按周期将FUR储存，根据数据绘制对应的生长曲线；(3)从以往的生产数据中挑选2个生长比较好的批次数据绘出最优数据区间；(4)将步骤(2)通过实时的FUR值绘制出的曲线与步骤(3)的最优曲线范围进行对比；(5)当步骤(2)的曲线偏离最优曲线范围时，进行分析修正；该方法简单易行，成本低廉，实现了菌体生长趋势的判断和分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种实时预判发酵细菌生长趋势的。
背景技术
发酵过程中需要实时观测罐内细菌的生长状态，目前主要依靠取样离线检测。对于一些不稳定菌种每隔1小时就需要取样检测，取样前灭菌需要20分钟，取样后检测需要10分钟左右，需要专门安排一个人进行取样检测，频繁的取样加大了罐内染菌的风险。检测结果出来后需要专业的工程师对当前状态进行分析预判其生长趋势，以此来决定后续的工艺调整。一个发酵周期从连续48小时到连续1个月都有可能，劳动强度非常大。所以能在线判断细菌生长状态，协助预判生长趋势是一个很重要的功能。
目前还有通过尾气分析检测摄氧率(OUR)来观察生长状态的技术，但是其设备价格非常高，使用不方便，技术很不成熟，也不具备分析目前生长状态好坏的能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法，该方法简单易行，成本低廉，实现了菌体生长趋势的判断和分析。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法，具体包括以下步骤：
(1)实时检测全自动发酵罐内的空气流量、罐压、溶解氧及搅拌转速，建立以下公式直观表达罐内菌体状态，从开始到当前的生长趋势，定义为FUR：
其中，F为进气流量m3/min，R为搅拌转速r/min，P为罐内压力Mpa，DO为溶解氧mg/L，Z为原点；
原点为菌体接入发酵罐后立即对其进行一个0点的校正得出，指菌体当前的状态；
(2)按周期将步骤(1)的FUR储存，并根据这些数据绘制对应的生长曲线预判发酵细菌的生长趋势；(3)从以往的生产数据中挑选多个生长的好的批次数据，得出最优曲线范围；
(4)将步骤(2)通过实时的FUR值绘制出的曲线与步骤(3)的最优曲线范围进行对比；
(5)当步骤(2)的曲线偏离最优曲线范围时，进行分析修正。
本发明进一步限定的技术方案为：
前述实时预判发酵细菌生长趋势的方法中，步骤(3)中挑选的生产数据为2个批次数据。
前述实时预判发酵细菌生长趋势的方法中，步骤(2)中储存FUR值的周期为1min。
本发明的有益效果是：
本发明低成本实现了菌体生长趋势的判断和分析，为发酵行业普及在线菌体生长分析提供了强有力的支持；同时也推动客户加强对每批次数据的重视；菌体生长趋势分析是国外发酵技术目前很重视的部分，也一直在研究，碍于成本太高技术不成熟在国内发酵行业上的推行收效甚微，本发明抛开硬件从现有数据上着手进行分析，在成本和稳定性上都有很大的优势，为国内发酵工艺技术的提高添砖加瓦，此外，客户可以及时发现趋势的异常，及时进行对比发现工艺参数上的区别。
附图说明
图1为本发明实施例中生长曲线与最优生长曲线的示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法，具体包括以下步骤：
(1)发酵细菌生长需要消耗培养液中的氧气，菌体数量越多，氧气消耗量越大，实时检测全自动发酵罐内的空气流量、罐压、溶解氧及搅拌转速，建立一个公式直观表达罐内菌体当前的生长状态，从开始到当前的生长趋势，定义为FUR：
其中，F为进气流量m3/min，R为搅拌转速r/min，P为罐内压力Mpa，DO为溶解氧mg/L，Z为原点；
原点为菌体接入发酵罐后立即对其进行一个0点的校正得出，指菌体当前的状态；
(2)按周期将步骤(1)的FUR储存，并根据这些数据绘制对应的生长曲线预判发酵细菌的生长趋势，生长曲线的横坐标为接种以后的计时时间，纵坐标为选择的参数值，参数值根据需要选择可以是FUR值；
(3)从以往的生产数据中挑选多个生长的好的批次数据作为图中的参考数据1和参考数据2，得出最优曲线范围；
(4)将步骤(2)通过实时的FUR值绘制出的曲线与步骤(3)的最优曲线范围进行对比，如图1所示，图中中间的线为实时的FUR值绘制出的曲线，上下的曲线分别参考数据1和参考数据2得出最优曲线范围；
(5)当步骤(2)的曲线偏离最优曲线范围时，选择其它参数进行分析修正，相应的对发酵罐的情况进行及时的调整。
在本实施例中，步骤(3)中挑选的生产数据为2个批次数据。
在本实施例中，步骤(2)中储存FUR值的周期为1min。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种实时预判发酵细菌生长趋势的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）实时检测全自动发酵罐内的空气流量、罐压、溶解氧及搅拌转速，建立以下公式直观表达罐内菌体状态，从开始到当前的生长趋势，定义为FUR：
其中，F为进气流量m3/min，R为搅拌转速r/min，P为罐内压力Mpa，DO为溶解氧mg/L，Z为原点；
原点为菌体接入发酵罐后立即对其进行一个0点的校正得出，指菌体当前的状态；
（2）按周期将步骤（1）的FUR储存，并根据这些数据绘制对应的生长曲线预判发酵细菌的生长趋势；
（3）从以往的生产数据中挑选多个生长的好的批次数据，得出最优曲线范围；
（4）将步骤（2）通过实时的FUR值绘制出的曲线与步骤（3）的最优曲线范围进行对比；
（5）当步骤（2）的曲线偏离最优曲线范围时，进行分析修正。
2.根据权利要求1所述的实时预判发酵细菌生长趋势的方法，其特征在于：所述步骤（3）中挑选的生产数据为2个批次数据。
3.根据权利要求1所述的实时预判发酵细菌生长趋势的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中储存FUR值的周期为1min。
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