連云港校企聯(lián)合研發(fā)打破國外技術(shù)壟斷 讓微生物高性能液態(tài)發(fā)酵設(shè)備“國產(chǎn)”

【連網(wǎng)】（記者 周瑩 通訊員 宋玉冰）很多人都喜歡吃菌菇，因?yàn)槠錉I養(yǎng)價(jià)值高。然而由于技術(shù)問題，這小小菌菇發(fā)酵設(shè)備的主動(dòng)權(quán)卻長期掌握在國外公司手中。日前，記者從連云港市科技局獲悉，由江蘇海洋大學(xué)宋永獻(xiàn)研發(fā)團(tuán)隊(duì)與連云港興菇生物科技有限公司、江蘇大學(xué)等單位完成的項(xiàng)目“微生物液態(tài)發(fā)酵過程關(guān)鍵參量軟測(cè)量及其智能測(cè)控裝備研發(fā)”，破解了這個(gè)困擾菌菇行業(yè)發(fā)展的難題，實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)國產(chǎn)化，并獲得了江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

▲微生物高性能液態(tài)發(fā)酵設(shè)備

據(jù)了解，為打破國外公司在高性能液態(tài)發(fā)酵裝備的壟斷地位，提升國內(nèi)液態(tài)發(fā)酵裝備的競爭力，江蘇海洋大學(xué)聯(lián)合國內(nèi)液態(tài)發(fā)酵裝備制造骨干企業(yè)，在國家、省和市等計(jì)劃課題的資助下，聯(lián)合開展高性能液態(tài)發(fā)酵裝備關(guān)鍵技術(shù)難題攻關(guān)，主攻關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能、產(chǎn)品化液態(tài)發(fā)酵裝備，以此填補(bǔ)高性能液態(tài)深層發(fā)酵裝備的國內(nèi)空白，促進(jìn)國內(nèi)液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步。

這個(gè)國產(chǎn)的發(fā)酵設(shè)備有哪些創(chuàng)新點(diǎn)呢？該研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宋永獻(xiàn)介紹，“我們?cè)谘邪l(fā)的過程中，以液態(tài)發(fā)酵裝備結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、關(guān)鍵參量軟測(cè)量、動(dòng)態(tài)解耦控制以及智能測(cè)控裝置研發(fā)為切入點(diǎn)，在微生物液態(tài)發(fā)酵裝備關(guān)鍵技術(shù)上開展相關(guān)研究，基于微生物液態(tài)發(fā)酵過程工藝特性和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)CFD方法，優(yōu)化設(shè)計(jì)液態(tài)發(fā)酵裝備的主要組件，大幅提升液態(tài)發(fā)酵裝備的自動(dòng)化水平與發(fā)酵效率。”

▲微生物高性能液態(tài)發(fā)酵設(shè)備反應(yīng)釜

與此同時(shí)，他們的研究突破液態(tài)發(fā)酵過程關(guān)鍵參量難以在線實(shí)時(shí)測(cè)量的瓶頸技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵過程參量的在線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確預(yù)估。并針對(duì)微生物液態(tài)發(fā)酵過程的非線性、強(qiáng)耦合特性，研究提出液態(tài)發(fā)酵過程非線性解耦閉環(huán)控制方法與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參量的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)控和智能補(bǔ)料控制；以菌體濃度、基質(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度等關(guān)鍵參量的軟測(cè)量與非線性解耦控制算法為核心，設(shè)計(jì)開發(fā)了上下位機(jī)協(xié)同運(yùn)行數(shù)字化測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液態(tài)發(fā)酵過程的高可靠、智能化控制。此外，針對(duì)微生物液態(tài)發(fā)酵裝備測(cè)控系統(tǒng)可靠性和安全性問題，提出一種非線性網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)故障診斷方法，大大提高對(duì)液態(tài)發(fā)酵過程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障敏感度，而且對(duì)外部擾動(dòng)及數(shù)據(jù)丟包具有更強(qiáng)魯棒性，能很好完成對(duì)模型不確定液態(tài)發(fā)酵過程控制系統(tǒng)的相關(guān)故障診斷工作。

目前，該項(xiàng)目申請(qǐng)發(fā)明專利20件，授權(quán)18件。項(xiàng)目成果在鎮(zhèn)江日泰生物工程設(shè)備有限公司等單位得到廣泛推廣應(yīng)用。宋永獻(xiàn)表示，他們的研究成果使得液態(tài)發(fā)酵周期較國內(nèi)同類裝備平均縮短8%，效率平均提高12%以上，產(chǎn)物濃度（單位體積菌種數(shù)量或收得率）平均提高15%左右。  

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