- 測量對象：CO2,O2
- 測量范圍：CO2:0-10%,O2:0-25%
- 測量方式：紅外
- 測量精度：0.1%
- 測量時間：《1s
- 測量通道：單通道
- 工作電源：～220v
FGA發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)｜內(nèi)置預(yù)處理，實時在線尾氣分析，同步計算代謝參數(shù)，適配實驗室及工業(yè)發(fā)酵罐
? 創(chuàng)新設(shè)計：解決高濕尾氣檢測難題
采用專利技術(shù)設(shè)計，將尾氣預(yù)處理單元完全置于設(shè)備內(nèi)部，無需外接過濾除濕裝置，有效解決發(fā)酵尾氣100%濕度環(huán)境下傳感器漂移與失效的問題，支持長期連續(xù)在線運行，真正實現(xiàn)“免維護(hù)”。
? 核心優(yōu)勢
· 高度集成一體化：集尾氣采集、預(yù)處理、檢測、顯示與通訊于一體，節(jié)省安裝空間，簡化管路布局，降低染菌風(fēng)險
· 完整代謝分析體系：實時在線檢測 CO?與 O? 濃度，同步計算代謝參數(shù)CER、OUR和RQ，實現(xiàn)發(fā)酵過程軟測量。
· 獨立檢測通道構(gòu)架：一罐一系統(tǒng)，避免多路切換導(dǎo)致的信號延遲、數(shù)據(jù)失真及交叉污染風(fēng)險。
· 標(biāo)準(zhǔn)接口兼容：提供通用軟硬件接口，可無縫對接各類發(fā)酵罐控制系統(tǒng)。
· 全場景機(jī)型覆蓋：從實驗室（3L）到工業(yè)級（600T）發(fā)酵罐，提供標(biāo)準(zhǔn)型（FGA-2A/3A）、控制系統(tǒng)配套型（FGA-2B）、特殊工藝專用型（FWQ-2）等系列機(jī)型，支持純氧、混合氧等發(fā)酵工藝定制，提供多種機(jī)型以適應(yīng)不同的發(fā)酵工藝及環(huán)境需求，
· 專業(yè)科研支撐：由山東省科學(xué)院生物研究所自主研發(fā)，依托四十多年發(fā)酵過程檢測控制研究經(jīng)驗，提供持續(xù)技術(shù)支持。
? 系統(tǒng)概述
在現(xiàn)代發(fā)酵工程研究中，如何無損、連續(xù)地獲取微生物代謝狀態(tài)？傳統(tǒng)侵入式傳感器（如 pH、DO）雖能監(jiān)測理化參數(shù)，但無法直接反映細(xì)胞呼吸活性。
尾氣分析作為一種非侵入式在線監(jiān)測技術(shù)，通過分析發(fā)酵罐排氣中的 O?與 CO?，可實時解析關(guān)鍵代謝參數(shù)CER/OUR/RQ，為工藝優(yōu)化、異常預(yù)警與放大研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其優(yōu)勢在于：
· 不改變發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)
· 不干擾生產(chǎn)過程
· 無染菌引入風(fēng)險
· 適用于新建及現(xiàn)有工業(yè)發(fā)酵系統(tǒng)
尾氣分析的難點在于發(fā)酵排出的尾氣含100%水蒸氣，且夾雜粘液/顆粒。在如此高濕環(huán)境下，傳感器漂移與失效問題無法避免，不能長期在線穩(wěn)定運行，故一般需再配置尾氣過濾除濕等設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理，且需定期維護(hù)更換。
FGA發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)，通過內(nèi)置預(yù)處理技術(shù)，有效克服高濕高粘尾氣對傳感器的影響，確保在各類發(fā)酵場景下長期連續(xù)穩(wěn)定運行，真正實現(xiàn)“免維護(hù)”操作。
? 系統(tǒng)組成：
FGA 發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)由以下四部分構(gòu)成：
? FGA 系列尾氣分析儀（如 FGA-3A、FWQ-2）：完成現(xiàn)場尾氣采集、預(yù)處理、O?/CO?檢測與本地顯示
? 通訊轉(zhuǎn)換器：實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳輸
? 計算機(jī)終端：數(shù)據(jù)處理與存儲平臺
? FGASYS 專用分析軟件數(shù)據(jù)管理、趨勢分析與代謝參數(shù)計算
? FGASYS 專用分析軟件
由山東省科學(xué)院生物研究所自主研發(fā)，專為FGA系列發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)配套設(shè)計。支持：
? 實時采集顯示存儲CO?與O?數(shù)據(jù)
? 趨勢曲線分析與歷史曲線回溯
? 同步計算CER、OUR、RQ等參數(shù)
? 導(dǎo)出數(shù)據(jù)報告
? 系統(tǒng)集成與開放性
FGA發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)設(shè)計，可便捷地與現(xiàn)有各類發(fā)酵控制系統(tǒng)相融合：
? 硬件接口：支持COM串口、USB口、網(wǎng)口及4-20mA
? 通訊協(xié)議：支持MODBUS-RTU/TCP，DDE及OPC等通訊協(xié)議，可與各類發(fā)酵設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換
? 定制服務(wù)：可根據(jù)用戶需求提供定制化開發(fā)
? 產(chǎn)品系列
型號 | 定位 |
FWQ-1 | 一代產(chǎn)品 |
FGA-2A | 標(biāo)準(zhǔn)型 |
FGA-2B | 控制系統(tǒng)配套型 |
FWQ-2 | 特殊工藝專用型 |
FGA-3A | 第三代增強型 |
FGA發(fā)酵尾氣分析系統(tǒng)歷經(jīng)持續(xù)迭代，功能、穩(wěn)定性不斷提升，前端與各類發(fā)酵罐適配后端與控制系統(tǒng)連接更加完善，已形成完整的產(chǎn)品系列，為發(fā)酵行業(yè)提供更多的尾氣分析解決方案。
? 適用場景
應(yīng)用領(lǐng)域：微生物發(fā)酵、動/植物細(xì)胞培養(yǎng)，涵蓋發(fā)酵、制藥、化工、食品、農(nóng)業(yè)、能源及環(huán)保等領(lǐng)域
適配規(guī)模：從3升實驗室小罐到600噸工業(yè)大罐，滿足科研、中試及規(guī)?；a(chǎn)的不同需求。
? 典型應(yīng)用價值
? 實時識別代謝拐點及發(fā)酵階段
? 優(yōu)化通氣量、攪拌轉(zhuǎn)速及流加策略
? 準(zhǔn)確把控移種及放罐時間
? 確定工程菌誘導(dǎo)時機(jī)
? 輔助工藝放大
? 早期預(yù)警染菌或代謝異常
? 支持批次一致性分析、發(fā)酵動力學(xué)建模與代謝流研究，
? 質(zhì)量守恒計算
? 技術(shù)參數(shù)
參數(shù)名稱 | 具體規(guī)格 |
檢測氣體 | O?、CO? |
CO?檢測原理 | 紅外不分光（NDIR) |
CO?檢測量程 | 0–5% Vol/ 0–10% Vol/ 0–30%Vol，可選 |
CO?分辨率/精度 | 分辨率0.01%FS，檢測精度±0.1%FS |
O?檢測原理 | 固態(tài)電化學(xué) |
O?檢測量程 | 1–25%Vol / 1–30% Vol/ 1–99.99%Vol，可定制 |
O?分辨率/精度 | 分辨率0.01%，檢測精度±0.2%FS |
響應(yīng)時間 | T90 < 30s |
分析功能 | 自動計算 CER、OUR、RQ 等代謝參數(shù) |
通訊接口 | COM，USB，RS485，4-20mA，適配各類控制系統(tǒng) |
支持協(xié)議 | Modbus-RTU/TCP ,OPC，DDE |
管理軟件 | 自研數(shù)據(jù)管理曲線分析平臺（FGASYS） |
物理規(guī)格 | 210 × 120 × 110 mm3，重量 1.6 kg |
電源/功耗 | AC 220V, 50Hz，功耗 15W |
? 應(yīng)用單位（部分）
已在以下高校、科研院所及企業(yè)部署應(yīng)用：
? 高校：華東理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、南開大學(xué)、山東大學(xué)、江南大學(xué)、安徽大學(xué)、重慶大學(xué)、廣東醫(yī)科大學(xué)等；
? 科研機(jī)構(gòu)：國家糧科院、中石化北京/撫順研究院、山東省藥物研究院等；
? 企業(yè)：華北制藥、麗珠集團(tuán)、齊魯制藥、聯(lián)邦制藥、中糧生化、神舟生物、法國羅蓋特（中國）、量子高科等；
?行業(yè)趨勢：隨著生物制造智能化水平提升，集成化、免維護(hù)的尾氣分析系統(tǒng)正成為先進(jìn)發(fā)酵過程控制的關(guān)鍵組成部分
