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龙图腾网获悉南京工业大学申请的专利一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119331726B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411498909.4，技术领域涉及：C12M1/36；该发明授权一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统是由庞军;储震宇;金万勤;顾学红;蒋帅设计研发完成，并于2024-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统，通过生物传感分析仪对生物反应器内底物浓度进行检测，并将检测结果通过串口通信传输给上位机控制系统。上位机控制系统读取计量称提供的生物反应器重量数据，并根据底物浓度数据自动计算底物消耗速率，预测下一监测时间点底物浓度数据，将其与预设的补料目标浓度进行比较。当下一监测时间点需要补料时，系统将所需补料液体积数据传输给蠕动泵，蠕动泵根据指令自动将补料液泵入生物反应器内，从而完成发酵过程的反馈补料。本系统减少了人工干预，降低了生产成本，克服了依据经验进行发酵过程补料的弊端，提高了微生物发酵生产的效率和产品质量。

本发明授权一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统在权利要求书中公布了：1.一种基于发酵过程中底物浓度在线检测的智能反馈补料的控制系统，其特征在于，该系统由生物传感分析仪、生物反应器、蠕动泵、计量称及上位机控制系统构成闭环回路，生物传感分析仪及计量称作为控制系统数据输入部件，蠕动泵作为控制系统数据输出部件，输入、输出部件采用串口通信进行数据交互协同控制生物反应器内底物浓度； 其中，采用生物传感分析仪对生物反应器内底物浓度进行检测并将结果通过串口通信传输给上位机控制系统，与此同时，上位机控制系统读取计量称称取的生物反应器重量数据，根据底物浓度数据自动计算底物消耗速率，完成底物浓度消耗速率计算之后，进行下一周期底物浓度预测值的计算，将下一周期底物浓度预测值与反馈补料浓度控制目标值cr比较，如果下一周期底物浓度预测值低于反馈补料浓度控制目标值cr时，则在下一周期内需要补料，将该周期定义为补料周期，需要开始该补料周期内补料时间点的预测； 补料周期内计算补料时间点，即周期内底物浓度低于目标浓度的具体时间点，发酵过程补料周期内补料时间点预测值与目标补料值的关系为： 其中，为发酵过程补料周期内补料时间点预测值，cn为本周期的底物浓度，Vn为本周期的生物反应器内发酵液的体积，cr为反馈补料浓度控制目标值，K为补料控制范围系数，un为两周期之间的底物消耗速率，tn为本周期的时间； 如下一监测时间点时需要补料则将需要补料液体积数据传输给蠕动泵，蠕动泵自动将补料液泵入生物反应器内，进而完成发酵过程的反馈补料； 控制系统的补料程序主要由蠕动泵执行，控制系统根据现有数据计算出蠕动泵运行时间，蠕动泵运行时间结束之后，第一次发酵过程智能反馈补料完成，直至检测周期结束，运行时间与现有数据之间的关系为： 其中，Δtn+1为蠕动泵运行时间，V′n+1为补料时间点时生物反应器内发酵液的体积，c′n+1为补料时间点时生物反应器内底物浓度，cr为反馈补料浓度控制目标值，K为补料控制范围系数，u′n+1为补料时间点距本周期的底物消耗速率，tf-t′n+1为补料时间点与下一周期之间的时间差，cf为补料液浓度，up为补料蠕动泵运行流速。

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