技术特征：
1.一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置，其特征在于：包括质量流量计（1）、气动调节阀（2）、plc控制器（3）和上位机（4），发酵罐（5）内的微生物数量随时间呈现线性、指数、对数中的一种或几种组合增长方式，营养液通过管道向发酵罐（5）中的微生物补料，质量流量计（1）测量管道中营养液的瞬时流速，质量流量计（1）将测得的瞬时流速pv传送至plc控制器（3），上位机（4）根据发酵罐（5）内的微生物数量随时间的增长方式设置设定流速sv，上位机（4）将设定流速sv传输给plc控制器（3），plc控制器（3）调节气动调节阀（2）的打开比例，使得瞬时流速pv接近设定流速sv。2.采用权利要求1所述的一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置的补料方法，其特征在于：补料方法包括如下步骤：s1、上位机（4）根据微生物数量随时间的增长方式获取设定流速sv；s2、plc控制器（3）获取设定流速sv和瞬时流速pv，plc控制器（3）通过pid算法得到气动调节阀（2）的打开比例，使得营养液通过管道向发酵罐（5）中的微生物补料。3.根据权利要求2所述的一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置的补料方法，其特征在于：plc控制器（3）通过pid算法得到气动调节阀（2）的打开比例为：公式1公式1中：u(t)为气动调节阀（2）的打开比例；k
p
为比例增益，是调适参数；k
i
为积分增益，是调适参数；k
d
为微分增益，是调适参数；t为目前时间；e(t)=设定流速sv-瞬时流速pv。4.根据权利要求3所述的一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置的补料方法，其特征在于：微生物数量随时间呈线性增长方式时，设定流速sv为：公式2公式2中：y为设定流速sv；x是时间变量，x为发酵的计时时间；x1为单个发酵周期的开始设定时间；x2为单个发酵周期的发酵结束设定时间；y1为单个发酵周期的补料流速的起始点设定值，y2为单个发酵周期的补料流速的结束点设定值。5.根据权利要求3所述的一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置的补料方法，其特征在于：微生物数量随时间呈指数增长方式时，设定流速sv为：公式3公式3中：y为设定流速sv；x是时间变量，x为发酵的计时时间；x1为单个发酵周期的开始设定时间；x2为单个发酵周期的发酵结束设定时间；y1为单个发酵周期的补料流速的起始点设定值，y2为单个发酵周期的补料流速的结束点设定值。6.根据权利要求一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置的补料方法，其特征在于：微生物数量随时间呈对数增长方式时，设定流速sv为：公式4
公式4中：y为设定流速sv；x是时间变量，x为发酵的计时时间；x1为单个发酵周期的开始设定时间；x2为单个发酵周期的发酵结束设定时间；y1为单个发酵周期的补料流速的起始点设定值，y2为单个发酵周期的补料流速的结束点设定值。
技术总结
本发明涉及生物发酵技术领域，尤其涉及一种线性、指数、对数运算自由组合的补料装置和方法，补料装置包括质量流量计、气动调节阀、PLC控制器和上位机，质量流量计测量管道中营养液的瞬时流速，质量流量计将测得的瞬时流速PV传送至PLC控制器，上位机根据发酵罐内的微生物数量随时间的增长方式设置设定流速SV，上位机将设定流速SV传输给PLC控制器，PLC控制器调节气动调节阀的打开比例，使得瞬时流速PV接近设定流速SV。本发明按照发酵罐内的微生物数量随时间增长方式进行科学合理的补料，有效的促进了微生物的生长。促进了微生物的生长。促进了微生物的生长。
技术研发人员：石磊 葛昭君 李美捷 王泳胜
受保护的技术使用者：江苏丰泽生物工程设备制造有限公司
技术研发日：2022.09.01
技术公布日：2022/10/3