CN115261522B - 一种微生物发酵的环境控制方法及*** - Google Patents
一种微生物发酵的环境控制方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN115261522B CN115261522B CN202211169105.0A CN202211169105A CN115261522B CN 115261522 B CN115261522 B CN 115261522B CN 202211169105 A CN202211169105 A CN 202211169105A CN 115261522 B CN115261522 B CN 115261522B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- environmental
- fermentation
- correlation
- index
- environment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 186
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 186
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 147
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 120
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 54
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 8
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 2
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 2
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q3/00—Condition responsive control processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
- C12M41/32—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of substances in solution
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Algebra (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种微生物发酵的环境控制方法及***，涉及发酵控制技术领域，该方法包括：获得目标微生物；获取目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；分析多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；根据相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；根据权重分配结果，对多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；根据多个调整指标参数区间，对目标微生物的发酵培养环境进行控制。本发明解决了现有技术中微生物发酵环境控制不够准确的技术问题，达到了提升环境控制准确性和降低控制成本的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及发酵控制技术领域，具体涉及一种微生物发酵的环境控制方法及***。
背景技术
微生物发酵为通过微生物在一定环境条件下，经过发酵代谢获得需要的产物的过程。微生物发酵有着较为严苛的环境条件要求，在发酵过程中需要严格控制温度、pH值等条件，否则会导致发酵失败。
目前一般通过监测微生物发酵容器内的环境条件并及时进行调整控制，使环境条件保持在合适的范围内，以保持微生物发酵培养的活性。
现有技术中需要保证微生物发酵的环境条件在合适范围内，但不同种类环境条件对微生物发酵质量的影响程度不同，目前较为笼统地控制发酵过程中各类环境条件，存在着微生物发酵环境控制不够准确、成本较高的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种微生物发酵的环境控制方法及***，用于针对解决现有技术中微生物发酵过程中对于各类环境条件的控制较为笼统，微生物发酵环境控制不够准确、成本较高的技术问题。
鉴于上述问题，本申请提供了一种微生物发酵的环境控制方法及***。
本申请的第一个方面，提供了一种微生物发酵的环境控制***，所述***包括：
获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制。
本申请的第二个方面，提供了一种微生物发酵的环境控制方法，所述方法包括：
微生物确定模块，用于获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
指标参数区间获取模块，用于获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
相关性分析模块，用于分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
权重分配模块，用于根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
指标参数区间调整模块，用于根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
发酵环境控制模块，用于根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制。
本申请的第三个方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现第一方面中方法的步骤。
本申请的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中方法的步骤。
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：
本申请提供的技术方案通过获取将要进行发酵培养的目标微生物，以及目标微生物在发酵培养过程中多个环境指标的参数控制范围，进一步分析多个环境指标的参数变化与目标微生物发酵质量的相关性，根据多个相关性的大小进行权重分配，根据权重分配结果对多个环境指标的参数控制范围进行调整。本申请通过分析多个环境指标的参数变化与目标微生物发酵质量的相关性，并进一步进行权重分配，能够获知各个环境指标对于微生物发酵质量的影响程度，进一步对各环境指标的指标参数区间进行调整，能够有针对性地进行微生物发酵环境条件的控制，提升控制效率和精度，并降低控制成本，达到提升微生物发酵环境控制准确性、智能性以及降低控制成本的技术效果。
附图说明
图1为本申请提供的一种微生物发酵的环境控制方法流程示意图；
图2为本申请提供的一种微生物发酵的环境控制方法中获得相关性信息集合的流程示意图；
图3为本申请提供的一种微生物发酵的环境控制方法中对多个指标参数区间进行调整的流程示意图；
图4为本申请提供了一种微生物发酵的环境控制***结构示意图。
图5为本申请实施例示例性计算机设备的结构示意图。
附图标记说明：微生物确定模块11，指标参数区间获取模块12，相关性分析模块13，权重分配模块14，指标参数区间调整模块15，发酵环境控制模块16，计算机设备300，存储器301，处理器302，通信接口303，总线架构304。
具体实施方式
本申请通过提供了一种微生物发酵的环境控制方法及***，用于针对解决现有技术中微生物发酵过程中对于各类环境条件的控制较为笼统，微生物发酵环境控制不够准确、成本较高的技术问题。
实施例一
如图1所示，本申请提供了一种微生物发酵的环境控制方法，所述方法包括：
S100：获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
本申请实施例中，目标微生物为待进行发酵，以及在发酵过程中进行环境控制的微生物，目标微生物可为一种微生物或多种微生物的组合。示例性地，目标微生物可为醋酸菌、黑曲霉、乳酸菌等微生物。
S200：获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
具体地，采用目标微生物进行发酵的过程中，需要控制发酵环境处于一定环境条件下，该环境条件包括多个环境指标的环境参数条件，以满足目标微生物的发酵需求。本申请实施例中，选取温度环境指标、pH值环境指标，溶解氧浓度环境指标三个较为影响微生物发酵的环境指标，进行控制调整。
本申请实施例提供的方法中的步骤S200包括：
S210：获取所述目标微生物在发酵培养中温度环境指标的参数控制范围，获得温度参数区间；
S220：获取所述目标微生物在发酵培养中pH值环境指标的参数控制范围，获得pH值参数区间；
S230：获取所述目标微生物在发酵培养中溶解氧浓度环境指标的参数控制范围，获得溶解氧浓度参数区间。
具体地，采集获取目标微生物在发酵培养过程中温度环境指标的适宜温度参数控制范围，作为温度参数区间具体可根据目标微生物发酵相关行业内的技术标准以及技术经验等进行采集获取。
同样地，采集获取目标微生物在发酵培养过程中pH值环境指标的适宜pH值参数控制范围，作为pH值参数区间，采集获取目标微生物在发酵培养过程中溶解氧浓度环境指标的适宜溶解氧浓度参数控制范围，作为溶解氧浓度参数区间。
将该温度参数区间、pH值参数区间和溶解氧浓度参数区间作为多个指标参数区间，作为需要进行调整的数据基础，现有技术中笼统的根据多个指标参数区间进行目标微生物的发酵控制，但温度环境指标、pH值环境指标，溶解氧浓度环境指标对目标微生物发酵生产质量的影响程度不同，需要进一步对多个指标参数区间进行调整，对影响程度较大的环境指标的控制更为严格，对影响程度较小的环境指标的控制较为宽松，以提升目标微生物发酵生产质量，并降低发酵环境控制的成本。
S300：分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
分析多个环境指标对应的环境参数变化与目标微生物在发酵完成后发酵质量变化的相关性，作为反映环境指标影响微生物发酵质量的影响程度的参数。
如图2所示，本申请提供的方法中的步骤S300包括：
S310：获取对所述目标微生物进行发酵培养的多个环境参数集合，其中，所述多个环境参数集合均包括所述多个环境指标不同的指标参数；
S320：获取采用所述多个环境参数集合对所述目标微生物进行发酵培养的多个发酵质量信息；
S330：根据所述多个环境参数集合，获得所述多个环境指标的多个指标参数集合；
S340：根据所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合。
具体地，对目标微生物设置不同的发酵环境，并获取目标微生物在不同发酵环境下的不同的环境参数，获得多个环境参数集合，其中，多个环境参数集合均包括多个环境指标具体不同的指标参数，即多个环境参数集合内的环境温度、pH值和溶解氧浓度不尽相同。
进一步地，采用该多个环境参数集合为目标微生物提供发酵环境，控制其他的发酵条件以及环境条件相同，进行目标微生物的发酵，并在发酵结束后，采集获取不同环境参数集合下发酵的发酵质量信息。
具体地，发酵质量信息可根据目标微生物发酵后的发酵产物产量和质量进行评估获得，示例性地，若目标微生物为醋酸菌，则根据发酵后产生的醋的量和风味，进行发酵质量评估，获得发酵产物质量信息，示例性地，若发酵产生的醋的量越大、风味越佳，则发酵产物质量信息越大，最大为100。如此，获得多个环境参数集合对应的多个发酵质量信息。
根据多个环境参数集合，按照多个环境指标，对多个环境参数集合内的环境指标参数进行划分，获得多个环境指标的多个指标参数集合。
根据该多个指标参数集合和多个发酵质量信息，作为数据基础，多个指标参数集合内同种环境指标的参数随着发酵环境的不同而变化，多个发酵质量信息随着环境指标参数变化而变化，计算多个环境指标的参数变化与微生物发酵培养质量变化的相关性，获得多个相关性信息，获得相关性信息集合。
本申请实施例提供的方法中的步骤S340包括：
S341：对所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息内的数据信息归一化处理；
S342：将归一化处理后的所述多个指标参数集合内的数据进行排序，获得多个子序列；
S343：将归一化处理后的所述多个发酵质量信息进行排序，获得母序列；
S344：根据所述多个子序列和所述母序列，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合。
具体地，为分析多个环境指标的参数变化与发酵质量信息的变化之间的相关性，对多个指标参数集合和多个发酵质量信息内的数据信息归一化处理，将多个指标参数集合和多个发酵质量信息内的数据映射至（0,1）的区间内，提升数据处理效率，消除数据量纲带来的影响，而主要关注数据变化之间的关联度。
将归一化处理后的所述多个指标参数集合内的数据进行排序，分别获得多个环境指标的序列，作为多个子序列。
将归一化处理后的多个发酵质量信息进行排序，获得母序列。
根据该多个子序列和母序列，本申请实施例中采用灰色关联度算法，计算多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性。
本申请实施例提供的方法中的步骤S344包括：
S344-1：计算所述多个子序列与所述母序列的关联系数，获得关联系数集合，通过下式计算：
其中，
为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数，
为母序列内第k个数据，
为第i个子序列内第k个数据；
S344-2：根据所述关联系数集合，计算所述多个子序列与所述母序列的多个相关性信息，获得所述相关性信息集合。
具体地，基于灰色关联度法，计算多个子序列与母序列内对应数据的关联系数，如下式：
其中，
为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数，优选为0.5，
为母序列内第k个数据，
为第i个子序列内第k个数据。
如此，获得关联系数集合，进一步根据该关联系数集合，计算多个子序列内与母序列内数据的关联度，获得多个子序列和母序列的关联度，作为多个相关性信息，即多个环境指标的参数变化与目标微生物发酵质量变化之间的相关性，作为相关性信息集合。
其中，相关性信息越大，则说明对应环境指标的参数变化对目标微生物发酵指标的影响程度越大。
本申请实施例通过采集获取不同发酵环境的环境参数集合，并基于多个环境参数集合进行目标微生物的发酵，获得多个发酵质量信息，基于灰色关联度法计算多个环境指标参数变化与发酵质量信息变化之间的相关性，能够较为准确地反映各环境指标对目标微生物发酵质量的影响程度，作为对发酵环境条件进行调整控制的数据基础。
S400：根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
根据相关性信息集合内多个相关系信息的大小，对多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果，权重分配结果内各环境指标的权重值能够反映各环境指标影响目标微生物发酵质量的权重。
本申请实施例提供的方法中的步骤S400包括：
S410：根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行多次权重赋值，获得多个子权重分配结果；
S420：根据所述多个子权重分配结果，计算所述多个环境指标的平均权重值，获得多个平均权重值；
S430：将所述多个平均权重值作为所述权重分配结果。
具体地，根据相关性信息集合内多个相关性信息的大小，基于专家赋值，通过目标微生物发酵技术领域内的多个专家，对个环境指标进行多次权重赋值，获得多个子权重分配结果。
根据多个子权重分配结果，计算多个环境指标的平均权重值，根据计算获得的多个环境指标的平均权重值，获得上述的权重分配结果。
本申请实施例通过基于专家赋权进行多次权重赋值分配，最终计算获得多个环境指标的平均权重值，能够获得更为准确、客观的权重分配结果，反映各环境指标影响目标微生物发酵质量的权重，进一步对多个环境指标的多个指标参数区间进行调整。
S500：根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
基于该权重分配结果，可获知各环境指标影响目标微生物发酵质量的权重，即各环境指标影响目标微生物发酵质量的影响程度，基于此，对各环境指标的调整指标参数区间进行调整，对于影响程度较大的环境指标进行更为严格的环境参数控制，对于影响程度较小的环境指标进行较为宽松的环境参数控制。
如图3所示，本申请实施例提供的方法中的步骤S500包括：
S510：获得平均权重值；
S520：根据所述权重分配结果，分别判断所述多个环境指标的权重值是否大于所述平均权重值；
S530：若是，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整缩小；
S540：若否，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值不大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整扩大。
具体地，根据多个环境指标，计算平均权重值，本申请实施例中多个环境指标包括环境温度、pH值和溶解氧浓度三个环境指标，则平均权重值为0.33。
根据该权重分配结果，分别判断多个环境指标的权重值是否大于该平均权重值，若大于，则对应的环境指标影响目标微生物发酵质量的程度较大，计算对应的权重值与环境指标平均权重值的差值，并结合目标微生物发酵领域专家的经验，根据该差值获得对该环境指标的指标参数区间调整的幅度，将该环境指标的指标参数区间调整缩小，以限制影响程度较大的环境指标的参数变化，避免出现环境指标参数变化影响发酵质量的情况，提升该环境指标的控制严格程度。
若小于，则对应的环境指标影响目标微生物发酵质量的程度较小，该环境指标的指标参数即使出现相对较大的参数变化，对发酵质量的影响较低，计算对应的权重值与环境指标平均权重值的差值，并结合目标微生物发酵领域专家的经验，根据该差值获得对该环境指标的指标参数区间调整的幅度，将该环境指标的指标参数区间调整扩大，以降低对该环境指标的控制严格程度，降低目标微生物发酵环境控制的成本。
如此，完成对多个环境指标的多个指标参数区间的调整，获得调整后的多个调整指标参数区间。
本申请实施例通过判断各环境指标的权重值是否大于平均权重值，判断环境指标对发酵质量的影响程度，并计算权重值差值，获得调整幅度，对指标参数区间进行调整，能够适应性地对目标微生物的环境指标进行不同严格程度的控制，进而提升环境控制的精准性和智能性，提升发酵质量并降低一定的控制成本。
S600：根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制。
基于调整后的多个调整指标参数区间，对目标微生物的发酵培养环境进行控制，在环境指标的环境参数超出对应的调整指标参数区间进行报警并及时调整，可选的，也可定期检查各环境指标的环境参数是否超出对应的调整指标参数区间，进行目标微生物的发酵环境控制。
综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：
本申请实施例通过分析多个环境指标的参数变化与目标微生物发酵质量的相关性，并进一步进行权重分配，能够获知各个环境指标对于微生物发酵质量的影响程度，进一步对各环境指标的指标参数区间进行调整，能够有针对性地进行微生物发酵环境条件的控制，提升控制效率和精度，并降低控制成本，达到提升微生物发酵环境控制准确性、智能性以及降低控制成本的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种微生物发酵的环境控制方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种微生物发酵的环境控制***，实施例一中的一种微生物发酵的环境控制方法的具体阐述，对于该微生物发酵的环境控制***也同样适用，其中，所述***包括：
微生物确定模块11，用于获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
指标参数区间获取模块12，用于获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
相关性分析模块13，用于分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
权重分配模块14，用于根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
指标参数区间调整模块15，用于根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
发酵环境控制模块16，用于根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制。
进一步地，所述指标参数区间获取模块12还用于实现以下功能：
获取所述目标微生物在发酵培养中温度环境指标的参数控制范围，获得温度参数区间；
获取所述目标微生物在发酵培养中pH值环境指标的参数控制范围，获得pH值参数区间；
获取所述目标微生物在发酵培养中溶解氧浓度环境指标的参数控制范围，获得溶解氧浓度参数区间。
进一步地，所述相关性分析模块13还用于实现以下功能：
获取对所述目标微生物进行发酵培养的多个环境参数集合，其中，所述多个环境参数集合均包括所述多个环境指标不同的指标参数；
获取采用所述多个环境参数集合对所述目标微生物进行发酵培养的多个发酵质量信息；
根据所述多个环境参数集合，获得所述多个环境指标的多个指标参数集合；
根据所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合。
其中，所述基于知识图谱，构建所述安全监护方案空间，包括：
根据所根据所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，包括：
对所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息内的数据信息归一化处理；
将归一化处理后的所述多个指标参数集合内的数据进行排序，获得多个子序列；
将归一化处理后的所述多个发酵质量信息进行排序，获得母序列；
根据所述多个子序列和所述母序列，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合。
其中，根据所述多个子序列和所述母序列，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，包括：
计算所述多个子序列与所述母序列的关联系数，获得关联系数集合，通过下式计算：
其中，
为第i个子序列内第k个数据与主序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数，
为母序列内第k个数据，
为第i个子序列内第k个数据；
根据所述关联系数集合，计算所述多个子序列与所述母序列的多个相关性信息，获得所述相关性信息集合。
进一步地，所述权重分配模块14还用于实现以下功能：
根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行多次权重赋值，获得多个子权重分配结果；
根据所述多个子权重分配结果，计算所述多个环境指标的平均权重值，获得多个平均权重值；
将所述多个平均权重值作为所述权重分配结果。
进一步地，所述指标参数区间调整模块15还用于实现以下功能：
获得平均权重值；
根据所述权重分配结果，分别判断所述多个环境指标的权重值是否大于所述平均权重值；
若是，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整缩小；
若否，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值不大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整扩大。
实施例三
如图5所示，基于与前述实施例中一种微生物发酵的环境控制方法相同的发明构思，本申请还提供了一种计算机设备300，所述计算机设备300包括存储器301和处理器302，所述存储器301内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器302执行时实现实施例一种方法的步骤。
该计算机设备300包括：处理器302、通信接口303、存储器301。可选的，计算机设备300还可以包括总线架构304。其中，通信接口303、处理器302以及存储器301可以通过总线架构304相互连接；总线架构304可以是外设部件互连标(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry Standardarchitecture，简称EISA)总线等。所述总线架构304可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器302可以是一个CPU，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
通信接口303，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio access network，RAN),无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)，有线接入网等。
存储器301可以是ROM或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable Programmable read only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdiscread only memory，CD ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线架构304与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中，存储器301用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器302来控制执行。处理器302用于执行存储器301中存储的计算机执行指令，从而实现本申请上述实施例提供的一种微生物发酵的环境控制方法。
实施例四
基于与前述实施例中一种微生物发酵的环境控制方法相同的发明构思，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一中方法的步骤。
本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种微生物发酵的环境控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制；
所述分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，包括：
获取对所述目标微生物进行发酵培养的多个环境参数集合，其中，所述多个环境参数集合均包括所述多个环境指标不同的指标参数；
获取采用所述多个环境参数集合对所述目标微生物进行发酵培养的多个发酵质量信息；
根据所述多个环境参数集合，获得所述多个环境指标的多个指标参数集合；
根据所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合；
所述根据所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，包括：
对所述多个指标参数集合和所述多个发酵质量信息内的数据信息归一化处理；
将归一化处理后的所述多个指标参数集合内的数据进行排序，获得多个子序列；
将归一化处理后的所述多个发酵质量信息进行排序，获得母序列；
根据所述多个子序列和所述母序列，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得所述相关性信息集合；
所述根据所述多个子序列和所述母序列，计算所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，包括：
计算所述多个子序列与所述母序列的关联系数，获得关联系数集合，通过下式计算：
其中，ζi(k)为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数；
根据所述关联系数集合，计算所述多个子序列与所述母序列的多个相关性信息，获得所述相关性信息集合；
所述根据所述相关性信息集合内多个相关性的大小，进行权重分配，获得权重分配结果，包括：
根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行多次权重赋值，获得多个子权重分配结果；
根据所述多个子权重分配结果，计算所述多个环境指标的平均权重值，获得多个平均权重值；
将所述多个平均权重值作为所述权重分配结果；
所述根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，包括：
获得平均权重值；
根据所述权重分配结果，分别判断所述多个环境指标的权重值是否大于所述平均权重值；
若是，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整缩小；
若否，则根据环境指标权重值与所述平均权重值的差值，获得调整幅度，将权重值不大于所述平均权重值的环境指标对应的指标参数区间调整扩大。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，包括：
获取所述目标微生物在发酵培养中温度环境指标的参数控制范围，获得温度参数区间；
获取所述目标微生物在发酵培养中pH值环境指标的参数控制范围，获得pH值参数区间；
获取所述目标微生物在发酵培养中溶解氧浓度环境指标的参数控制范围，获得溶解氧浓度参数区间。
3.一种微生物发酵的环境控制***，其特征在于，所述***包括：
微生物确定模块，用于获得目标微生物，其中，所述目标微生物为待进行发酵培养的微生物；
指标参数区间获取模块，用于获取所述目标微生物在发酵培养中多个环境指标的参数控制范围，获得多个指标参数区间；
相关性分析模块，用于分析所述多个环境指标与微生物发酵培养质量的相关性，获得相关性信息集合；
权重分配模块，用于根据所述相关性信息集合内多个相关性信息的大小，对所述多个环境指标进行权重分配，获得权重分配结果；
指标参数区间调整模块，用于根据所述权重分配结果，对所述多个指标参数区间进行调整，获得多个调整指标参数区间；
发酵环境控制模块，用于根据所述多个调整指标参数区间，对所述目标微生物的发酵培养环境进行控制。
4.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现权利要求1-2任一项所述方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-2任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211169105.0A CN115261522B (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种微生物发酵的环境控制方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211169105.0A CN115261522B (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种微生物发酵的环境控制方法及*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115261522A CN115261522A (zh) | 2022-11-01 |
| CN115261522B true CN115261522B (zh) | 2023-01-10 |
Family
ID=83757775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211169105.0A Active CN115261522B (zh) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | 一种微生物发酵的环境控制方法及*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115261522B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115857361B (zh) * | 2023-02-27 | 2023-04-28 | 山东申东智能装备有限公司 | 一种用于啤酒发酵的优化控制方法及*** |
| CN116144489B (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-11 | 山东土木启生物科技有限公司 | 一种微生物发酵自动控制*** |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113342098A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-03 | 深圳七号家园信息技术有限公司 | 一种多用途养殖场环境智能控制方法及*** |
| CN114415763A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 深圳数联天下智能科技有限公司 | 控制设备运行的方法、装置、终端设备及存储介质 |
| CN114863661A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 苏州翔楼新材料股份有限公司 | 一种特钢生产车间的监测预警方法及*** |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011003383A1 (de) * | 2011-01-31 | 2012-08-02 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur fermentativen Herstellung von 2,3-Butandiol |
| CN102876816A (zh) * | 2012-07-23 | 2013-01-16 | 江苏大学 | 基于多传感器信息融合的发酵过程状态监测与控制方法 |
-
2022
- 2022-09-26 CN CN202211169105.0A patent/CN115261522B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113342098A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-03 | 深圳七号家园信息技术有限公司 | 一种多用途养殖场环境智能控制方法及*** |
| CN114415763A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-29 | 深圳数联天下智能科技有限公司 | 控制设备运行的方法、装置、终端设备及存储介质 |
| CN114863661A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-08-05 | 苏州翔楼新材料股份有限公司 | 一种特钢生产车间的监测预警方法及*** |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Optimization and performance analysis of process parameters during anaerobic digestion of food waste using hybrid GRA-PCA technique";N. Senthilkumar et al.;《journal of renewable and sustainable energy》;20161228;第8卷;第1-12页 * |
| "市政污泥堆肥过程参数变化及腐熟度综合评价";弓凤莲 等;《中国给水排水》;20141130;第30卷(第21期);第128-131页 * |
| "静态磁场强化厌氧发酵***研制及性能优化";沙浩;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20201015(第10期);B018-35 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115261522A (zh) | 2022-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115261522B (zh) | 一种微生物发酵的环境控制方法及*** | |
| US20200202051A1 (en) | Method for Predicting Outcome of an Modelling of a Process in a Bioreactor | |
| JP6442398B2 (ja) | 試料容器内の微生物増殖を検出する方法及びシステム | |
| CN117196353B (zh) | 基于大数据的环境污染评估与监测方法及*** | |
| Rudolph et al. | Modeling yeast in suspension during laboratory and commercial fermentations to detect aberrant fermentation processes | |
| CN115860581B (zh) | 农作物品种适宜性评价方法、装置、设备及存储介质 | |
| US11625635B2 (en) | Computer-readable storage medium storing control program, control method, and control device | |
| CN114898000A (zh) | 考虑环境因素的红枣成熟采摘分析方法、***及终端 | |
| US20230419225A1 (en) | Method and Apparatus for Process Optimization | |
| CN109886288B (zh) | 一种用于电力变压器的状态评价方法及装置 | |
| CN116258087B (zh) | 冰铜品位软测量方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| Reinstaller et al. | Using PageRank in the analysis of technological progress through patents: an illustration for biotechnological inventions | |
| CN116776252A (zh) | 一种改进Mallow's Cp变量选择的工业过程软测量方法和*** | |
| CN113962638B (zh) | 一种智能果蔬质量检测方法及*** | |
| CN115270861A (zh) | 一种产品成分数据监测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN111292006B (zh) | 基于黄酒制品品质范围获取原料品质范围的方法及装置 | |
| CN115359857A (zh) | 一种基于cart模型和优化rvflnn模型预测pm2.5浓度的方法 | |
| Opalek et al. | How to determine microbial lag phase duration? | |
| Alvelos et al. | Modelling and monitoring the decision process of wine tasting panellists | |
| CN111428924A (zh) | 一种植物生育期的预测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN116307361B (zh) | 一种水产养殖环境因子快速调控方法 | |
| CN113515857B (zh) | 一种用于生食水产品储运过程的多时段评估方法及*** | |
| CN117575836B (zh) | 农作物生长适宜性评价方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN117388457B (zh) | 一种耦合水力停留时间提高污水厂出水预测精度的方法 | |
| Golzarijalal et al. | Machine learning for the prediction of proteolysis in Mozzarella and Cheddar cheese |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An Environmental Control Method and System for Microbial Fermentation Granted publication date: 20230110 Pledgee: Shandong Ningyang Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG YOUBANG FERTILIZER INDUSTRY & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980012756 |