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永利yl8886官方网站之DCS在发酵控制系统应用的特点与要点
引 言
发酵行业是现代生物工程重要组成部分，特别是制药(生产原料药)等新型发酵行业，近些年来得到迅速的发展。所以,都离不开发酵罐等核心设备，随着产品产量和新品种的不断增加，对发酵罐的搅拌速度、温度、压力、流量、溶解氧（DO）、酸碱度（pH）要求也要求不一，不同时段需要不同的调整。针对大的负载比较多、耗电比较大、发酵周期比较长的情况下，近几年来永利yl8886官方网站在全国发酵行业做了不少DCS(集散控制)控制系统，即满足了生产工艺要求，又节省了不少资源。
一、DCS在发酵控制系统应用的特点
图1 DCS发酵控制系统流程图
图1为DCS发酵控制系统流程图，图2为发酵罐DCS控制系统画面。DCS在发酵控制系统应用的特点如下:
(1)简易可行，控制思路明晰；
(2)有手动/自动切换，出现应急情况可手动控制，避免危险操作；
(3)功能完备，报警、连锁、互锁齐全，保证生产过程的安全性；
(4)在系统运行的条件完备后，操作员通过控制界面的功能键按钮进行操作，以此来实现发酵罐系统的各项功能。自动化操作包括以下功能：空罐灭菌、实罐灭菌、管路灭菌、接种操作、pH调控、温度控制、搅拌控制、溶氧调控等操作；
(5)实时状态显示，如灭菌中、发酵中培养时间、清洗中、保压中上料、接种、出料、空消中等状况等；
(6)在非常状态下:如需进行同级倒种等，可自动给出罐现在的实时状态；如就绪、灭菌未完成、清洗未完成等；未就绪时人性化的提示需多长时间能就绪，方便操作人员的判断；
(7)每台设备管路、控制为独立系统，有故障时可断开单独检修，不会影响其他设备的正常运行；
(8)每个发酵批次参数的记录，自成一个文件。
图2 发酵罐DCS控制系统画面
二、DCS发酵控制系统安全性
(1)现场设置触摸屏，可就地控制或者中控室控制；
(2)现场设置急停开关，现场中控室可以切换手动/自动；
(3)现场设置运行指示灯及报警装置；
(4)蒸汽部位均设置压力检测，保证生产过程压力安全。
三、DCS发酵控制系统的控制要点
3.1 信息管理
批次管理（时间日期、产品批号、原料批号、物料名称代号、数量等），设定录入相关批次号，生产过程自动跟踪记录。
3.2 空消灭菌控制
控制蒸汽通入，对管道、罐体进行灭菌，空消过程压力检测，保护设备同时提示人员。
3.3 进料控制
分配站的流量计计量总进液量（电磁流量计、精度0.5%以下、200℃以下、卫生连接）。空消后，先通入空气再冷却水，温度稳定再通入物料，罐内正压。
3.4 温度控制
温度在线检测，控制冷却水与恒温水通入，保证温度恒定，温度控制精度±1.0℃。
3.5 搅拌控制
变频调节不同时期的搅拌速度，及起泡时搅拌速度。
3.6 液位控制
发酵罐顶部与底部设置静压液位计，形成差压，换算罐内容积，液位控制精度±1.5%。
3.7 试压捡漏控制
系统通入一定压力的空气，检查一定时间泄漏量，从而确定设备状态。
3.8 通入空气量控制
调节阀调节通气量，涡街流量计在线检测空气流量，空气量控制精度±1%。
3.9 尾气排放控制
压力传感器在线检测罐内压力，调节阀PID调节出气，以保证罐内压力。
3.10 消泡控制
泡沫电极对泡沫检测，利用补消泡剂、加压或降低搅拌速度的方式消泡。
3.11 在线溶氧/pH检测
在线溶氧/pH检测。
3.12 空气精过滤控制
空气精过滤控制中，设有过滤压差的记录。
3.13 出料控制
通入压缩空气自动压料转移,控制罐内压力。
结语
永利yl8886官方网站DCS系统在发酵行业得到了广泛的应用，通过多个项目的实施，得到了多家企业的认可，为发酵行业(特别是原料药方面)在自动化控制方面提供了完善的解决方案。随着我国自动化控制市场的日益扩大，永利yl8886官方网站DCS系统应用的意义广泛，前景乐观。