基金会现场总线在生物制药领域的应用

1、概述 　　某药厂万吨VC生产过程采用了二步发酵新工艺，可使VC的收率提高5%。该新工艺保留了原工艺的主要特色，但在发酵过程中需依介质的氢离子浓度和溶氧量调节菌种的生理状态、数量及比例。操作难度加大，一旦发生误操作不仅整罐的种子全部废掉，而且，还会对三级，四级种子罐产生影响，从而加大了原料成本，降低了种子罐的工作效率，所以对工作人员的自身素质和责任心要求很高。为充分发挥该新工艺的效率，在生产中急需采用先进的控制策略和控制技术，来保证新的工艺过程能平稳高效地运行。为此，我们采用现场总线技术对二级种子罐的控制系统进行试点改造，实现温度、压力、流量和PH值等参数的自动检测和控制，该系统改造成功后，可推广应用到其它的种子罐和发酵罐，从而提高整个VC生产线的生产能力。 2、系统设计方案 　　整个项目主要包括以下内容： 　　选一个二级种子罐进行控制系统改造，采用现场总线技术实现罐内温度、压力通气量的自动控制以及PH值的自动连续检测，在此基础之上，实现种子罐的生化反应过程的最优控制。控制系统的硬件结构如图所示。 　　由于采用了现场总线技术，主要的控制功能都分散到了底层的仪表之中，计算机只用于控制组态、生产过程监视和控制参数修改，其结构如图所示： （1）生产过程简述 　　由于种子罐在发酵过程中需依介质的氢离子浓度和溶氧量调节菌种的生理状态、数量及比例。所以，罐中的发酵温度，罐内压力，压缩空气的流量及菌种的PH值都要严格的保持在一定范围内，而在发酵的过程中由于菌种产生热量，所以罐内的温度将会有所上升，这样，要通过开大阀门来加大冷水的流量使其温度保持在规定的范围内。而整个发酵过程的完成是要通过技术人员在发酵进行一段时间后从罐中提取一些样品来进行化验，来确定发酵是否达到规定指标，达到要求之后，发酵过程结束。 （2）控制系统任务 　　对一个二级种子罐进行控制系统改造，采用现场总线技术实现罐内温度、罐内压力、压缩空气通气量的自动控制以及PH值的自动连续检测。 三、结论 该系统自2001年投运以来，取得了良好的应用效果。发酵系统得自动化运行大大降低了一线工人的劳动强度，控制精度有很大提高，产品质量优异，生产周期缩短，提高了产量。该系统已经成功的应用到其他的种子罐和发酵罐。