基于达芬奇技术的菌类发酵控制系统的研究

目的在于设计基于达芬奇技术的嵌入式系统,以实现菌类图像分割以及菌体自动计数和面积测算功能,根据这些菌体特征参数输出控制信号,优化菌类的生长条件,提高目标产物率。在硬件设计方面,充分利用基于TMS320DM6446芯片的达芬奇开发板强大的视频图像处理能力和丰富的外设接口,构造体积小、处理速度快、控制灵活的菌类发酵控制系统硬件平台。在软件实现方面,重点研究达芬奇软件框架Codec Engine和水平集分割算法,并基于Codec Engine的编程框架,实现了菌类图像水平集分割以及菌体计数和面积测算功能。实验数据统计分析结果表明,该系统的菌体自动计数结果与人工计数结果基本一致,并且实现速度快;通过面积测算,可建立菌体面积与干重的线性关系,从而根据菌体数目和面积快速判断菌类生长状况。实践证明,所设计的达芬奇菌类发酵控制系统具有良好的准确性、高效性和稳定性。

菌类发酵培养控制系统设计

设计了一种具有结构简单、控制精准、价格低廉、可批量生产等优势的基于PLC控制的菌类发酵培养系统。系统采用西门子PLC的S7-200系列作为控制CPU,通过传感器、HMI、RS-485通讯和以太网通信监测发酵罐内的温度、p H值、含氧量、压力等参数,并组态报警系统。一旦监测参数超过预设范围,即发出报警提示操作人员调整发酵环境,以保证发酵产物的数量与质量。经过多次试验、软硬件改进以及控制方案的优化,基于PLC控制的菌类发酵培养系统已成功实现对发酵罐内被监测参数的控制、采集、存储等各项功能。

枸杞汁在菌类发酵中的应用

该研究用保加利亚乳杆菌,两歧双歧杆菌进行发酵,总接种量为8% ,接种到枸杞汁中,加生长促进物质3%发酵72h发酵菌数为9.6×10 10 /ml,经实验研究发现,枸杞汁对于保加利亚乳杆菌和两歧双歧杆菌的生长都具有明显的促进作用,这为生产乳酸制剂,特别是双歧杆菌的培养找到了一个新途径。