基于LS-SVM的乙醇濃度軟測(cè)量在酵母生產(chǎn)中的應(yīng)用

在酵母生產(chǎn)過程中，乙醇濃度是一個(gè)很重要的控制參數(shù)，但目前的檢測(cè)手段多為離線
人工測(cè)量，不能實(shí)現(xiàn)乙醇濃度的測(cè)控自動(dòng)化，是束縛生產(chǎn)效率的重要原因。本文采用最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM ) 方法進(jìn)行回歸估計(jì),完成了對(duì)乙醇濃度的軟測(cè)量。試驗(yàn)結(jié)果表明基于LS-SVM的軟測(cè)量方法可以很好地實(shí)現(xiàn)乙醇濃度在線自動(dòng)測(cè)量。
關(guān)鍵詞: 最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM); 乙醇濃度; 軟測(cè)量
發(fā)酵參數(shù)和條件的檢測(cè)是非常重要的,檢測(cè)所提供的信息有助于人們更好的理解發(fā)酵過
程,從而對(duì)工藝過程進(jìn)行改進(jìn)。發(fā)酵過程檢測(cè)是為了獲得給定發(fā)酵過程及菌體的重要參數(shù),以便實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化、模型化和自動(dòng)化控制[1]。乙醇濃度是酵母生產(chǎn)中的重要控制參數(shù)，培養(yǎng)過程中乙醇濃度的變化，一方面可以反映出酵母菌生長(zhǎng)的進(jìn)程，另一方面可以反映出酵母生產(chǎn)中糖液是否流加過量。當(dāng)乙醇的濃度最小化時(shí),酵母的產(chǎn)量會(huì)增長(zhǎng),而乙醇的積累則會(huì)對(duì)酵母的生產(chǎn)起負(fù)面作用。實(shí)際生產(chǎn)中要求能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)發(fā)酵罐中的乙醇濃度進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的乙醇分析方法(如滴定法、蒸餾法、比重法和氣相色譜法)能夠滿足測(cè)定要求，但由于是離線分析，需定時(shí)取樣，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，不能準(zhǔn)確地反映發(fā)酵過程中的真實(shí)情況，且分析人員的工作強(qiáng)度較大。本文采用近年來控制領(lǐng)域涌現(xiàn)的一種新技術(shù)——軟測(cè)量技術(shù)，利用最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)方法進(jìn)行回歸，估算出發(fā)酵過程中的乙醇濃度。結(jié)果表明LS-SVM 回歸模型具有良好的泛化能力，基于該算法開發(fā)的軟測(cè)量?jī)x表解決了酵母生產(chǎn)中乙醇濃度在線測(cè)量的問題。