在生物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總存量的製作方法

2023-10-11 22:37:39 1

專利名稱：在生物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總存量的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及生物燃料生產領域。更具體地，本發明涉及用於在生
物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總發酵生物質(biomass )存量的系統和方法。
背景技術：
生物燃料生產廠
在圖1中示出生物燃料生產廠或生產過程的示例性概要設計，圖1圖示如何將生物質通過若干級處理以生產生物燃料和一個或更多個副產品。可以看出，首先，向碾磨和蒸煮過程提供生物質，在碾磨和蒸煮過程，生物質被瓦解以增加表面積與體積比。這樣增加表面積允許淡水(FW)與生物質表面積充分作用以實現可發酵糖溶解在水中。於是可以蒸煮生物質/水漿體的混合物以促使增加溶液中生物質-水接觸的量並且增加碳水化
合物生物質與非碳水化合物生物質的分離。如圖1所示，碾磨/蒸煮過程通常是連續的過程，其中，通過各個碾磨和蒸煮子過程連續處理生物質。
碾磨和蒸煮單元的輸出(即發酵:^fr或漿體)於是被傳送給發酵過程，在發酵過程， 一個或更多個發酵單元(桶)工作用於使碾磨和蒸煮過程所產生的生物質/水漿體發酵。發酵過程可能需要或不需要向該過程添加額外的淡水以控制給批量發酵單元(在本文中也稱為發酵器)的物料的濃度。在發酵單元中，生物質通過酵母和酶被轉化成生物燃料，以及副產品如二氧化碳、水和不可發酵的生物質(固體)。隨著發酵的進行，發酵醪或漿體中更多的糖被轉化成生物燃料。
發酵過程的輸出被傳送給蒸餾過程，例如一個或更多個蒸餾單元，以將生物燃料與水、二氧化碳和不可發酵的固體分離。如果生物燃料必須被脫水成水分含量少於5% (M積)，則可以通過稱為分子篩的處理單元處理生物燃料。然後處理所得到的生物燃料以保證其變性並且不用於人類使用(human-consumption )。蒸餾單元將生物燃料與水分離。沉渣(不可發酵的固體和酵母殘留物)，即蒸鎦單元的最重的輸出，被傳送給沉渣處理，以便進一步開發來自生物燃料生產過程的副產品。
沉渣處理單元將額外的水與塊狀固體分離，並且可以將這些水再循環到碾磨可蒸煮單元。
可以看出，實際的發酵過程為分批過程，其中一個或更多個發酵桶(稱為發酵器)(例如並行)操作用於使連續批的生物質/水漿體發酵以生成生物燃料。通常調節分批發酵(包括例如發酵周期時間和固體濃度)以運作整個工廠，可能受到一個或更多個有效過程限制。生物燃料生產過程的其它過程(即子過程)為連續過程，即以過程的基本上連續的輸入和輸出對基本上連續的物料流進行處理或操作的過程。生物燃料生產過程的連續(子)過程的示例包括、但不限於蒸煮和碾磨、蒸鎦和脫水、以及沉渣過程。要注意的是，發酵池提供發酵的生物質給蒸餾/脫水和沉渣過程，蒸餾/脫水和沉渣過程是連續的，因此，儘管從發酵器輸入到發酵池為分批過程，但是發酵池的輸出通常是連續的。因此，發酵池可以作為一種物料流量緩衝器，允許分批發酵過程與連續的蒸餾/脫水和沉渣過程平穩結合。
在生物燃料生產中，重要的^JL酵池既不溢出也不排乾，溢出會引起實質性損害和清除費用及工作，排乾也會引起實質性設備損害，例如使泵幹轉和過熱等等。總發酵生物質存量為發酵桶和發酵池中(或者更具體而言，在使發酵容器和關鍵輔助設備填充、排放和發酵時)的生物質的總量，通常對總發酵生物質存量進行細心管理以保證a)在發酵器注入良酵池中時，存在足夠的容量以接受物料傳送而不溢出，以及b)在來自發酵池的物料輸出時(例如，輸出到蒸鎦/脫水和沉渣過程)，發酵池從不完全排空。
要注意的是，如果分批時間減少，則不僅到蒸鎦的產物速率增加，原因是t酵產物可用時更快從而更頻繁，而JL^酵饋i!Ui率必須增加以保證各批與處理順序一致按時填充。相反，如果分批時間增加，則不僅到蒸餾過程的產物速率下降，而且發酵速率必須放慢以與發酵時間匹配。因此，分批和連續過程在操作上相連接，並且通常必須以集成的方式控制。
如上所述，發酵存量是發酵容器和關鍵輔助設備的填充、排放和發酵中的合計存量，通常必須監視發酵存量以便管理生物質發酵。如果該總存量水平被控制或保持在可接受的穩定區段內，則跨所有分批順序操作的發酵容器，可以管理前面的工廠區(即蒸煮/碾磨)和發酵過程以匹配後面的工廠區(即發酵池和蒸餾及沉渣過程)。如果適當控制合計分批量，則通過排放給多個並行的分批發酵容器可以使填充平衡，以避免發酵池超額或不足。
但是，在許多生物燃料工廠，用於確定發酵容器水平(levd)和發酵池水平的水平傳感器僅仗基於壓力，其中，例如傳感器位於容器的底部，並且針對容器的特定幾何進行校準以基於壓力指示水平值，這提供容器中生
物質體積或量的測量，因為壓力通常與深度成比例。因此，這些基於壓力的傳感器生成以分批發酵器和至少一個發酵池的受控蒸汽空間壓力為前提的數據。但是，存在所述過程中出現的可以引起這些傳感器指示不正確值的現象，例如瓦解或擾動。例如，這些容器(發酵容器和發酵池)中的每個容器在容器頂部通常具有保留氣體(例如，來自發酵過程的二氧化碳)的空間。該氣體對水平傳感器測得的壓力可能有作用，因而導致發溪的水平值。
作為另一更加極端的例子， 一旦發酵器完成一批發酵，經發酵的生物質就被輸送給發酵池。這種輸ilUl生較快，例如經過l-3小時，並且例如由於發酵器和發酵池中的氣體體積的快速變化，通常導致壓力的大幅波動，甚至可能導致生物質流量的紊亂。換句話說，在輸送過程期間，容器的壓力(實際壓力)往往以不受控制的方式波動，導致水平傳感器的相應的鐐溪水平測量。因此，不受控制的影響可能是以分批發酵器和發酵池的受控壓力為前提的水平傳感器的4m起因。因此，分批存量和連續存量二者對總生物質存量有貢獻的情況可能在跟蹤總存量中引入錯誤和複雜化。
類似地，生物質流量傳感器還可以在不保持在生物燃料過程中(特別地，在發酵過程中)的假設下操作。例如，許多現有技術生物燃料生產過程中的生物質流量傳感器以恆定生物質溫度和密度為前提，儘管實際的生物質溫度和密度在該過程期間可能以不受控制的方式波動。例如，隨著生物質在發酵器中發酵，生物質的組成可能改變，導緻密度改變。又例如，由於發酵通常是發熱過程，所以在發酵過程期間溫度也可能改變。因此，發酵過程(包括發酵池工作)中的不受控制的影響可能在以恆定生物質溫度和密度為前提的流量傳感器的生物質流量測量中引^^發溪。
由於後向適應的高成本、無法接收的生產設備停機時間等等，向這些生物燃料工廠重新裝配補償傳感器(例如，壓力補償傳感器、溫度補償傳感器、和/或密度補償傳感器)可能不是可行的選擇。
由於這些不受控制的影響，主要是由於包括分批和連續生物質存量，所以現有技術生物燃料生產過程的操作通常很保守，例如，關於發酵器和發酵池中的生物質水平維持^艮大的安全餘量，這導致非最優生產速率，因為是容器必須在明顯低於最大或最優容量以下操作。
因此，期望有用於在生物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總存量的系統和方法。

發明內容
提出了用於在生物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總存量的系統和方法的各個實施例。
可以接收測量的生物質存量值，包括相應的多個分批發酵器的多個發酵分批存量以及來自從所述多個發酵器接收發酵的生物質的相應的至少一個發酵池的至少一個連續發酵池存量。測量的生物質存量值可以以分批發酵器和至少 一個發酵池的受控蒸汽空間壓力為前提，其中蒸汽空間壓力以不受控制的方式波動。
可以接收分批發酵器和至少 一個發酵池的至少 一個測量蒸汽空間壓力，以瓦基於測量的生物質存量值和所述至少一個測量蒸汽空間壓力確定
經壓力補償的測量生物質存量值。可以接收在指定時間段上的到分批發酵器的生物質輸入流量的測量值和來自至少一個發酵池的生物質輸出流量的測量值。生物質輸入流量的測量值和生物質輸出流量的測量值可以以恆定生物質溫度和密度為前提，其中，生物質溫度和密度以不受控制的方式波動。
在特定時間段上的測量的淨生物質流量可以基於生物質輸入流量和生物質輸出流量的測量值確定。於是可以基於測量的淨生物質流量和經壓力補償的測量的生物質存量值確定分批存量和連續存量的總存量，其中，分批存量和連續存量的總存量是或者包括測量的淨生物質流量和經壓力補償的測量的生物質存量值的歸一化的加權和。最後，確定的分批存量和
連續存量的總存量可以^L存儲，其中，總存量能夠用於控制生物燃料生產過程中的生物質存量。
因此，本文描述的系統和方法的各個實施例可以用於在生物燃料生產過程中確定分批存量和連續存量的總存量。


當結合以下附圖考慮以下對優選實施例的詳細描述時，能夠更好地理
解本發明。在附圖中
圖1示出根據現有技術的示例性生物燃料處理工廠中的分批處理和連續處理；
圖2示出根據一個實施例的生物燃料生產過程中用於確定總發酵生物質存量的方法的高層次流程圖3示出根據一個實施例的生物燃料生產過程中的發酵過程的實施；
圖4示出根據一個實施例的用於確定總發酵生物質存量的計算框以及
圖5示出根據一個實施例的對生物燃料生產過程的模型預測控制。
儘管本發明允許有各種變型和替選形式，以示例的方式在附圖中示出本發明的具體實施例，並且將在這裡對這些具體實施例進行詳細描述。然而，應當理解，附圖和對附圖的詳細描述不是要將本發明限制為所公開的特定形式，相反，本發明將覆蓋落入由所附權利要求限定的本發明的精神和範圍內的所有變型、等同內容以及替選內容。
具體實施方式
援引併入
以下參考文獻通過引用而完整地併入於此，如同全面、完整地陳述於
此
2007年6月4日提交的、標題為"Model Predictive Control of aFermentation Feed in Biofuel Production"的、序列號為11/757,557的美國專利申請。
2007年9月27日提交的、標題為"Model Predictive Control ofDistillation and Dehydration Sub-Processes in a Biofuel ProductionProcess"的、序列號為11/862,391的美國專利申請。
2007年10月25日提交的、標題為"Model Predictive Control ofIntegrated Stillage Processing in a Biofuel Production Process"的、序歹'J號為11/924,370的美國專利申請。Model PredictiveControl of Batch and Continuous Processes in a Biofuel ProductionProcess"的、序列號為11/928,186的美國專利申請。
2007年10月30日提交的、標題為"Model Predictive Control ofFermentation in Biofuel Production"的、序列號為11/927,889的美國專利申請。
2007年10月30曰提交的、標題為"Nonlinear Model PredictiveControl of a Biofuel Fermentation Process，，的、序列號為11/927,960的美國專利申請。
2007年10月30日提交的、標題為"Model Predictive Control ofFermentation Temperature in Biofuel Production，，的、序列號為11/928,344的美國專利申請。
定義-生物燃料生產過程
生物燃料-從生物質、即從最近活著的有機體或其副產品獲得的任何燃料。
生物燃料生產過程—在輔助處理單元環境下用以生產生物燃料、用作燃料的其它發酵酒精以及高性能食品級或化學級酒精的發酵過程。
生物燃料產量-在分批處理內或在分批處理結束時的生物燃料生產的測量。可以包括量度比如濃度(例如，重量百分比(wt。/。)、體積百分比(volume%)或重量/體積百分比(wt/vol%))、體積(例如，發酵器內的以加侖為單位的當前生物燃料)或質量(例如，發酵器內的以kg為單位的當前生物燃料)。
分批處理-分階段的不連續處理步驟，與例如在正常工作日或工作周期間連續而沒有停頓的連續處理相對比，其包括開始和結束。連續處理通常表現為相當穩定的目標或操作，其中至少一些^在整個分批處理過程中改變。例如，生物燃料產量(例如發酵)在分批處理的開始以低水平開始，並且在整個分批處理過程中升高，在結束時會有或不會有代表降解率高於生產率的降低。類似地，酵母細胞濃度以相當低的水平開始，並且通常在整個分批處理過程中增長，儘管它們在一個分批處理中通常有遲滯(相對恆定的濃度)階段、指數增長階段、穩定增長階段以及降解階段。漿體-發酵進醪，包括將被發酵的^目(液體和固體)漿體。
固體或固體百分比-固體在發酵iW中所佔的部分或百分比。
碾磨和蒸煮過程—用於發酵進料的預發酵的連續處理，其通常包括穀物或莖杆碾磨、蒸煮、與水及處理化學品的混合、用於殺菌和提高固體中的水濃度的蒸煮以及其它預發酵處理。
生物質濃度-由以下中的一項或多項所規定的發酵i^的含量屬性獎狀固體、液化固體、漿體密度、液化密度、漿體百分比或組分碳水化合物，以及漿體百分比或組分可發酵糖。
水存量信息 一 包括水流量、再循環液體流量、蒸發器冷凝物再循環流量、稀薄爸鐳物或離心液再循環流量、新鮮水附加流量、處理過的水的附加流量、漿體流量、醪流量以及用於保持這些流量的存量的各種容器或中間容器的各種水平或重量(例如甲烷轉換器進料容器存量、漿體進料容器存量、液化容器存量、蒸鎦容器存量、穀物倉存量或其它生物質存量(非水)等)。
液化-用於具有高澱粉含量的穀物，通過添加酶或其它生物製劑而將澱粉液化，以減小其碳水化合物鏈長度和私度。
熱氧化器/熱回收蒸汽發生器(HRSG)-過程設備，其用於破壞揮發性有機化合物(VOC)，以從蒼餾物乾燥器或蒸發系統中減少空氣並除去臭氣。熱回收蒸汽發生器用於回收破壞VOC所需要的熱量，並且通常是生物燃料生產過程的能量中心。
幹酒糟(DriedDistillers Grains, DDG)-發酵後的固體殘留物，其包括可以被乾燥並排放以作為生產副產品(通常作為動物飼料)的未消化穀物殘留、其它固體殘留物(酶、鹽)以及酵母(或其它細胞殘留物)。DDG在此也可以被用於包括僅部分被乾燥以進行局部消耗(例如無需長期生物穩定性)的WDG (溼酒糟)以及DDGSAVDGS (具有可溶物的幹酒糟和具有可溶物的溼酒糟)。可溶物包括可溶於水且因此出現在蒼餾濃縮物中的殘留固體。可溶物可以被部分地濃縮(通常利用蒸發)，並添加到DDG或WDG中以提高產率並管理副產品存量。
酶-所添加的用以對發酵過程內的特定反應進行管理的高選擇性基於生物的催化劑。現今最常用的催化劑包括用以將澱粉快速分解成糊精的澱粉酶、用以將糊精分解成葡萄糖的葡萄糖澱粉酶以及用以將穀物蛋白分解成可消化蛋白以支持細胞成長的蛋白酶。以與如下所勤目同的方式，通過規範或控制基於澱粉的發酵、特別用於纖維素轉化成生物燃料的酶或其它影響酵母的酶(見以下)，可以管理生長有效性或養分有效性。
酵母-生產生物燃料的有機體。酵母目前是乙醇生產中最常用的有機
體，然而其它生產生物燃料的有機體包括遺傳工程大腸埃氏菌(E.coli)可以完全替代酵母，因為所述技術可以不專用於酵母，而是可以適用於在發酵過程中使用以生產生物燃料的多種有機體。
蒼餾物/完整蚤鎦物-從初級蒸餾單元的底部除去的不可發酵固體和水液。
稀薄蒼餾物-從不可發酵固體蒼餾物分離出的液體。
糖漿-除去了大部分水分的濃縮的稀薄蒼餾物。糖漿中的固體百分比通常在20-45%固體的範圍內，但是也可能出現該範圍之外的百分比。
共沸混合物-兩種化合物的特殊混合物，在平衡時，汽相和液相具有完全相同的成分。這使得難以分離這兩種組分以實現更好的純度。需要特殊分離過程以分解共沸混合物。這些過程包括共沸蒸餾(添加第三化合物以分解共沸混合物)、萃取蒸餾(使用溶劑以分離出第二化合物)或分子篩技術(在分子篩床中優先捕獲一種組分的分子，而另一種組分通過分子篩床)。
揮發性有機化合物(VOC)-在大氣壓和環境溫度範圍下時易於汽
化的有機化合物。
生產力(capacity)-生產力是在最好操作條件(沒有異常約束)下確定的過程、子過程或單元的最大生產率。生產力在現有資本^v內通常是恆定的。對於新單元，其是廠家指定的生產力。對於已建立的單元，生產力通過已表明的歷史生產率來確定。
模型- 一種輸入/輸出表示，其表示各種模型輸入的變化關係以及模型輸入如何影響每個模型輸出。
動態預測模型-系統或過程的一種輸入輸出表示，其不僅反映當輸入變化時輸出變化了多少，而且還反映輸出將基於一個或多個輸入變量變化以何種速度和在何種時間依賴曲線上變化。動態多元預測模型是一種動態預測模型，其對多個參數的關係進行表示或編碼，並且可操縱用於接收多個輸入並生成多個輸出。
模型預測控制(或MPC)-使用多元動態過程模型以使控制器目標(預期的控制器輸出和約束)與調節控制器(現有的單輸入/單輸出控制器，比如比率流量控制器、溫度控制器、水平控制器、速度控制器或壓力
控制器)在預定時間間隔內(例如，l分^l中、30分鐘、2小時、100小時等)相關聯。
目標函數-設置過程或單元的整體操作的目的.目標函數提供過程或單元努力實現的一種或多種相容數字度量，過程或單元的性能可以通過所述數字度量被測量，例如，最小化操作成本，或最大化操作利潤或產量。
控制變量-控制器/優化器努力使其達到特定目標、例如達到目標值、最大值等的那些變量(也稱作受控變量)。
積分變量-積分控制變量是不穩定的、但通常利用作為時間函數的穩定一階導數進行積分的變量。最常見的積分變量是容器水平，只要輸入和輸出失衡，容器水平就將升高或降低。因此，當平衡時，輸入或輸出流量的變化將導致容器隨著時間累積而滿到溢出或排乾。控制器必須4吏用這些積分計算以確定必須在何時以及如何快速地調整輸入或輸出流量。
操縱變量-如以下所述的一些變量過程或單元的管理方例如通過用在線控制器對過程進行調節而對這些變量具有管理權和控制權，並且這些變量由控制器/優化器來改變或操縱以便實現控制變量的目標或目的。這些變量是其值受約束控制的實際控制變量。就操縱變量可以在特定範圍的可控或固定約束內操作這方面而言，這不同於可控約束。管理是過程控制的替選術語。
擾動變量-對過程表現出外部影響的變量，除了目標變量和調節控制器，其也處於控制器控制範圍之外，因此其對目標變量起作用，但是獨立於所述控制器。擾動變量用於前饋擾動抑制。擾動變量也是過程或單元的管理對其沒有直接管理權或控制權的測量的或未測量的變量。例如，溫度、溼度、上行流量或質量都可以稱為測量的擾動變量。
設置點(目標)-用於操縱變量或預期控制變量的目標信號或值。
約束—約束表示對特定操作變量或條件的限制，其影響生產單元的可實現生產率。約束有兩種類型可控的和外部的，如以下所述。約束可以包括但不限於安全性約束、設備約束、設備有效性約束、人員約束、業務執行約束、控制約束、供應鏈約束、環境許可和法定約束。安全性約束確保設備和人員的安全性。設備約束比如控制閥的最大打開位置、最大容器容量等可以限制單元的物理吞吐量。設備有效性約束可以包括但不限於由於維護規劃和調度或由於意外的設^f亭機而引起的就緒狀態、由供 應M生產調度系統設置的授權生產水平。人員約束指的是由合同和政策 施加的對業務規則和約束、人員配備和支持功能的有效性的限制。業務執
限制。控制約束是對操縱變量的最大位置和變化率的限制。供應鏈約束是 對原材料、能量和生產供應的有效性的限制。環境許可和法定約束是對空 氣排放、廢水和廢處理系統的限制，和/或對單元性能有影響的環境約束 比如河流水平以及當前天氣施加的限制。
可控約束-對過程或單元的管理方對其不具有管理權和自由控制權 的過程或單元的性能施加的約束。例如，蒸餾塔中的分離可能受蒸餾塔盤 汙垢的影響。塔盤汙垢受i^被如何處理以及單元被取下線以便清潔的頻 率的影響。由管理方判斷單元何時接受服務。
外部約束-外部約束是對過程、子過程或單元的管理方對其不具有管 理權或直接控制權的過程、子過程或單元的性能所施加的限制。這些外部 約束分為兩種類型受工廠中或供應鏈中的其它實體或過程控制的外部約 束，以及由物理約束、安全性約束、環境約束或法定約束施加的、且不受 工廠或供應鏈中的任何一個控制的那些約束。
系統-系統可以由所述系統或過程的輸入和特性來限定。在生物燃料 生產過程中，系統可以被限定為完整的生物燃料生產過程、生物生產過 程的子過程比如碾磨和蒸煮過程、或者子過程中的變量比如蒸煮溫度。
開環系統-是對輸入進行響應的系統，但所迷系統不會由於輸出行為 而4皮修改。例如，在生物燃料系統中，如果往復泵不具有壓力控制系統， 則往復泵將獨立於上行和下行壓力而按固定體積的糖漿操作和移動。
閉環系統-系統輸入可以淨皮調整以補償輸出的變化.這些變化可以是 對系統目標的偏離，對系統或系統變量的約束影響，或輸出變量的測量值。 閉環系統可以用於感測變化並針對過程輸入反饋信號。在生物燃料系統 中，閉環系統可以佔主導地位，因為這些系統可以被調節為經受比如產品 質量、能量消耗、過程單元生產力等的約束。
控制系統-調節水平機構，操縱變量通過其被驅動到設置點。
響應 一 操縱變量的當前位置的測量。響應是響應於控制系統的動作而 盡力將操縱變量移動到設置點以達到設置點的反饋。
目標輪廓-變量值的期望輪廓或軌跡，即，控制變量或操縱變量的預期行為。
控制時間範圍(control horizon)-人們計劃在此期間移動或改變操 縱變量的從現在延續到將來的時間段。在該時間範圍之外，MV被假定為 恆定地停留在其在控制水平中的最後或最近值。
預測時間範圍(prediction horizon)-過程或系統響應^:視並與期 望行為相比較的從現在延續到將來的時間段。
確定生物燃料生產過程中的發酵生物質總存量
下面將描述用於確定生物燃料生產過程中的發酵生物質總存量的系 統及方法的各種實施例，尤其是其中水平傳感器及生物質流量傳感器是以 受控條件為前提的，而實際條件是以非受控方式波動的。應當注意，由這
意生物燃料，並且預期的生物質的類型可以;1任意期望的類型，除了別的 以外還包括(而並不限於)穀物(例如，玉米、小麥、黑麥、大米等)、 蔬茱(例如，馬鈴薯、豆等)、節莖植物(例如，甘蔗及高粱)、甚至草(例 如，柳枝稷)等。而且，這裡所公開的技術還可以適用於其他散料加工， 例如，聚合物的產品、散裝食品、石油加工及產品等。
在下面所描述的系統及方法的實施例中，可以經由多種手段來接收或 得出關於生物質存量的信息，並且一起使用這些手段來產生存量信息比這 些手段中的任一種手段單獨地提供的信息精度更高。
下面將參照圖2來詳細地描述該方法。
圖2——用於確定發酵生物質總存量的方法
圖2是才艮據一個實施例的用於確定生物燃料生產過程中的發酵生物 質總存量的、計算機實現的方法的流程圖。在各種實施例中，可以按與所 示出的順序不同的順序來同時地進行所示出的方法要素中的一些方法要 素，或者可以省略這些方法要素中的一些方法要素。還可以根據需要而進 行附加的方法要素。如所示出的，該方法可以如下地操作。
在202中，可以接收測得的生物質存量值，包括相應的多個分批發酵 器的多個發酵分批存量以及來自從所述多個發酵器接收經發酵的生物質 的相應的至少一個發酵池的至少一個連續發酵M量。測得的生物質存量 值可以以分批發酵器及至少一個發酵池的受控蒸汽空間壓力為前提，而蒸
1汽空間壓力是以非受控方式波動的。例如，測得的生物質存量值可以由未 經壓力補償的水平傳感器來提供，這樣，該測得的生物質存量值會經受非 受控壓力波動，該波動會將誤差或噪聲引入到測量值中。注意，水平傳感 器可以提供原始的水平數據，(基於已知的、容器的幾何形狀)將該原始 的水平數據轉換成體積量或質量量，或者可以將水平傳感器構造成直接地 提*積測量或質量測量。
圖3是才艮據一個實施例的示例性生物燃料生產i殳備的高層次圖。圖3
的系統中，如下面將更詳細地;論的。如圖3所示，^以通過碾磨處理及 蒸煮處理來對生物質(例如，穀物、節莖植物、草等)進行處理，將得到 的生物質漿體或發酵物揭^供給多個分批發酵器(例如，發酵桶)，在本示 例性情況中為四個發酵器，而在其他實施例中，可以根據需要而使用任意 數量的發酵器。如上所述，發酵器按分段的方式操作，並將各自批次的經 發酵的生物質提供給至少一個發酵池，然後，該至少一個發酵池以基本上 連續的方式將發酵生物質提供給蒸餾/脫水處理及蒼鎦物處理。
如圖3中所指示的，可以將發酵處理構造成提供關於發酵處理(包括 發酵池)的生物質存量的信息。在一個實施例中，可以使用多個水平傳感 器來提供發酵生物質水平信息。例如，如可以看到的，在本示例性實施例 中，可以在各發酵器(例如，桶)以A^酵池中放置水平傳感器。液面指 示器可能未經壓力補償，因此可能會經受由於非受控壓力波動而引起的誤 差，如上面所討論的。因此，多個水平傳感器可以包括耦接到對應的第一 組多個分批發酵器並被構造成測量這些分批發酵器的各自的發酵分批存 量的第 一組多個水平傳感器，以及耦接到對應的至少 一個發酵池並被構造 成測量發酵池存量的至少一個水平傳感器。如上面所提及的，多個7JC平傳 感器可以在分批發酵器及至少一個發酵池的受控蒸汽空間壓力的假設下 操作，而其中，蒸汽空間壓力是以非受控方式波動的。
在204中，可以接收分批發酵器及至少一個發酵池的至少一個測得的 蒸汽空間壓力(值)。例如，所述至少一個測得的蒸汽空間壓力可以由耦 接到分批發酵器及至少一個發酵池並被構造成測量分批發酵器及至少一 個發酵池的蒸汽空間壓力的相對應的至少 一個壓力傳感器來4^供。
再轉回圖3，如所指示的，可以使用至少一個壓力傳感器來檢測或測 量發酵桶;SJL酵池中的壓力。存在可以實現該目的的大量的途徑。例如， 在所示出的實施例中，發酵桶與發酵池通過氣體輸運(例如，導管)而連接起來，使得這些容器中的蒸汽空間壓力快速地趨向平衡，因此示出了標 有"P，，的、用於測量容器的7>共壓力的單個壓力傳感器。在其他實施例 中，可以根據需要而配置並使用多個壓力傳感器。這樣，可以4吏用一個或 更多個壓力傳感器來提供分批發酵器或發酵池的蒸汽空間壓力測量。
在206中，可以基於測得的生物質存量值及至少一個測得的蒸汽空間 壓力來確定經壓力補償的測得的生物質存量值。換言之，可以基於測得的 蒸汽空間壓力度量來對由(未經壓力補償的)水平傳感器所提供的、生物 質存量的測量值進行調整。該調整可以提高水平度量的精度。注意，可以 將這些測得的(並經補償的)水平值加起來以指示發酵處理(例如，發酵 器及發酵池)(以及各種附屬裝置(例如，輸運管等))的總存量的值(通 常有噪聲)。
在208中，可以接收指定的時間段上的到分批發酵器的生物質輸入流 量及來自至少一個發酵池的生物質輸出流量的測量值。生物質輸入流量及 生物質輸出流量的測量值可以以恆定的生物質溫度及生物質密度為前提，
而生物質溫度及生物質密;1A以非受控方式波動的。
例如，測得的生物質輸入流量及輸出流量度量可以由未經溫度或密度 補償的生物質流量傳感器來提供，因此可能經受非受控溫度或密度波動， 這些波動會將誤差或噪聲引入到測量值中。因此，系統(例如，生物燃料 生產工廠或處理)可以包括耦接到分批發酵器並被構造成測量到這些分批 發酵器的生物質輸入流量的生物質輸入流量傳感器以及耦接到至少一個 發酵池並被構造成測量來自該至少一個發酵池的生物質輸出流量的至少 一個輸出流量傳感器，其中，生物質輸入流量傳感器及至少一個生物質輸 出流量傳感器在恆定的生物質溫度及生物質密度的假設下操作，而生物質
溫度及生物質密;IA以非受控方式波動的.
再轉回圖3，示出了被構造成測量發酵處理的生物質輸入及輸出流量
的生物質流量傳感器。更具體地說，在對到發酵桶的發酵物流量進行調節
的閥處或該閥的附近示出了標有"Fin"的生物質輸入流量傳感器，在對 來自發酵池的輸出進行調節的閥處或該閥的附近示出了標有"F。ut"的生 物質輸出流量傳感器。當然，在例如使用多個發酵池的其他實施例中，可 以根據需要而4吏用多個輸出流量傳感器。
在210中，可以基於生物質輸入流量及生物質輸出流量的測量值來確 定指定的時間段上的測得的淨生物質流量。在優選的實施例中，指定的時理中的總淨生物質的測量的時間窗。針對移動的時間窗，可以按迭>^的方 式多次地產生該存量信息，其中，針對窗的特定實例(即，上迷指定的時 間段)來確定特定的淨流量值。因此，基於質量平衡的考慮，可以確定發 酵處理的總存量的其他(通常有噪聲)值。
在一些實施例中，針對移動的時間窗，可以按迭代的方式多次地產生 該存量信息，其中，針對窗的特定實例(即，上述指定的時間段)來確定 特定的淨流量值，如下面將更詳細地討論的。
這樣，根據202至206，可以使用水平測量或體積測量來確定發酵生 物質總存量的第一值，根據210，還可以使用質量平衡法來確定發酵生物 質總存量的第二值。換言之，根據上述內容，可以使用兩種不同的手段或 信息的通道來確定發酵生物質總存量的值，具體地i兌，才艮據水平指示，並 根據質量平衡考慮，儘管兩個值都有可能包含由於沒有對傳感器進行補償 而導致的誤差或噪聲。
在212中，可以基於測得的淨生物質流量及經壓力補償的測得的生物 質存量值來確定分批存量和連續存量的總存量。在一個實施例中，分M 量和連續存量的總存量可以是、或者包含測得的淨生物質流量與經壓力補 償的測得的生物質存量值的歸一化的加權和。
在214中，可以將所確定的、分批存量和連續存量的總存量存儲起來， 其中，總存量可用於控制生物燃料生產過程中的生物質存量。
下面是對以上存量確定的示例性的數學描述，但是應當注意，在其他 實施例中，可以根據需要而使用其他公式。
基於水平的發酵存量可以由下式來表示
、=分批存量(發酵器)+連續存量(發酵池)
或者、w;)， (i)
i
其中，w表示分批發酵器的數量，r(A)及r(i:，)分別M^示基於水平
測量的、分批發酵器;5Lt酵池的生物質的體積(或者更一般地為"量")。
類似地，基於質量平衡的發酵存量可以由下式來表示
:"A^腦(2)其中，Af^，,表示在指定的時間段上積聚的、生物質的體積或量，^及 F。,',分別地表示輸入及輸出生物質流量，T為指定的時間段(時間窗)。
現在，如以上所指示的，由於沒有對傳感器進行補償，因此這些存量 值中的各存量值通常有噪聲^/或誤差。然而，通過以加權和的方式(上 述212)來對這些值進行組合，可以確定出比單獨的任一組成的值更精確 的結果值.這種加權和的一個示例為
其中，"及辦為總和為1的權重係數(例如，0.5和0.5、 0.2和0.8 等)，並且其中，^表示調整後的發酵總存量。通過為這些係數選擇適當 的值(例如，通過針對特定的工廠而調整這些係數)，可以確定總存量的 更精確的值。
例如，在優選的實施例中，生物燃料生產工廠或處理可以包括或耦接 到計算裝置，例如，具有存儲有處理器可執行來實現這裡所描述的方法的 實施例的程序指令的存儲器的一個或更多個計算機或控制器。更具體地 說，在一個實施例中，程序指令可以實現被構造成接收測得的壓力值及水 平值以及積聚體積的計算塊或功能塊，並確定加權和(即，所確定的總存 量)。圖4中示出了這種示例性的計算塊，其中，分批發酵器瓦&酵池的 基於水平的體積(在這種情況下，基於測得的壓力而得到補償) 以及根據流量傳感器而確定的積聚的質量流量體積被輸入到計算塊，並且 輸出總存量。
注意，取決於所接收到的數據的確切形式，計算塊可以進行一個或更 多個輔助操作。例如，在一些實施例中，計算塊可以接收未經補償的體積 (或水平)值及壓力測量，並可以進行補償。
還應當注意，由於基於質量流量的積聚變化體積(即，/~ )是針對
指定的時間段r的，因此必須將基於7jc平的度量轉換成相對應的形式。例 如，水平(和壓力)度量可以包括針對指定的時間段的開頭及末尾的值， 計算出各發酵器及發酵池的差異(例如，r")。-r(i,丄)，由此給出針對指
定的時間段的基於水平的存量值，然後可以在對總存量的確定中使用該存 量值。
作為另一種選擇，例如可以通過將針對指定的時間段的積聚體積加到 先前的總體積值(例如，可以從過程的開頭起對其進行跟蹤)中來將基於質量流量的積聚變化體積轉換成絕對的項，並且在對總存量的確定中，基 於水平的(經補償的)度量使用該絕對值。
因此，用於計算總存量的數據採用多種形式中的任一種形式，並且計 算塊可以根據需要而對輸入數據中的一些或全部進行轉換或修改，以確定 總存量。
在一些實施例中，該方法可以包括確定測得的淨生物質流量及經壓力 補償的測得的生物質存量值的歸一化的加權和的這些權重係數。
例如，在一個實施例中，這些係數可以如下地確定可以接收測得的 生物質存量的歷史值、測得的蒸汽空間壓力及測得的生物質輸入流量及生 物質輸出流量，並確定歷史值中的其中蒸汽空間壓力、生物質溫度及生物 質密度受到控制的子集。然後，對所確定的、歷史值的子集進行回歸分析， 以確定權重係數。
在另 一實施例中，權重係數可以通過以下步驟來確定確定計算出的、 分批存量和連續存量的總存量，並使用多個候選權重係數值來多次地操作 生物燃料生產過程，以產生所確定的、分批存量和連續存量的總存量的對 應的多個測試值。然後，可以對測試值及計算出的總存量進行分析，以確 定與計算出的總存量最密切地相匹配的測試值，其中，所確定的權重係數
與測試值相對應。注意，確定計算出的、分批存量和連續存量的總存量可 以包括基於已知的、發酵器到發酵池的生物質輸送速率(例如，基於發酵 器/發酵池輸送處理/設備的指定的行為或設計)來確定計算出的、分批存 量和連續存量的總存量。
應當注意，以上僅描述了用於確定權重係數的兩個示例性的技術，可 以根據需要而使用任意其他技術，除了別的以外還包括統計技術或隨機搜 索技術(例如，模擬退火、列維飛行等)。
其他實施例
下面將描述以上討論的系統及方法的各種其他實施例，並且示出示例 性技術並4吏用本發明的例示性變型例。
例如，在一個實施例中，在生物燃料生產過程中，分批存量和連續存 量的總存量可以通過以下步驟來確定測量生物質存量值，其中，測量是 以受控的蒸汽空間壓力為前提的，而實際的蒸汽空間壓力是以非受控方式 波動的；測量至少一個測得的蒸汽空間壓力；基於測得的生物質存量值及 至少 一個測得的蒸汽空間壓力來確定經壓力補償的測得的生物質存量值；測量指定的時間段上的生物質輸入流量及生物質輸出流量的值，其中，測 量生物質輸入流量及生物質輸出流量的值是基於恆定的生物質溫度及生
物質密度的，而實際的生物質溫度及生物質密度是以非受控方式波動的； 以及基於經壓力補償的測得的生物質存量值以及生物質輸入流量及生物 質輸出流量的測量值來確定分批存量和連續存量的總存量，其中，所確定 的、分批存量和連續存量的總存量可用於控制生物燃料生產過程中的生物 質存量。
在一個實施例中，該方法可以包括將所確定的、分批存量和連續存量 的總存量作為輸入而提供給模型預測控制器，並且該模型預測控制器基於 所確定的總存量來控制生物燃料生產率，以在從分批發酵器中的任一分批 發酵器到發酵池的分批輸送的過程中將發酵池存量保持在指定的最小水 平與最大水平之間。換言之，所確定的總存量可以用作到自動的基於模型 的控制器的輸入，然後相應的是，該自動的基於模型的控制器可以自動地 控制生物燃料生產過程。
在可替選的實施例中，該方法可以包括例如在操作員工作站的計算機 顯示器上向生物燃料生產過程的操作者指示所確定的、分批存量和連續存 量的總存量。然後，操作員可以使用所確定的總存量，來在從分批發酵器 中的任一分批發酵器到發酵池的分批輸送的過程中將發酵池存量保持在 指定的最小水平與最大水平之間。換言之，操作人員可以使用所確定的總 存量值來控制生物燃料生產過程，從而例如做出關於工廠的操作的決策。
無論是以自動的方式還是以手動的方式，可以使用總存量(具體地說， 發酵存量)來控制生物燃料生產，以便例如通過以最大生產力或接近最大 生產力運作工廠來使生產最大化或最優化。
例如，在一個實施例中，該方法可以包括使用所確定的、分批存量和 連續存量的總存量來控制生物燃料生產過程中的生物燃料生產率，並以迭 代的方式多次地執行以下操作以控制生物燃料生產進行上述的接收測得 的生物質存量值，接收至少一個測得的蒸汽空間壓力，確定經壓力補償的 測得的生物質存量值，接收到分批發酵器的生物質輸入流量及來自至少一 個發酵池的生物質輸出流量的測量值，確定測得的淨生物質流量，確定分 批存量和連續存量的總存量，存儲所確定的、分批存量和連續存量的總存 量，以及控制生物燃料生產過程中的生物燃料生產率。
圖5-生物燃料生產過程的模型預測控制如上所述，在優選實施例中，系統可包括一個或多個計算裝置，例如 計算機，被配置用於存儲和執行實現本發明的實施例的程序指令。例如， 所述程序指令可執行用於實現模型預測控制器，所，型預測控制器可執
行用於接收到模型預測控制器的所述確定的分批和連續存量的總存量作 為輸入，以及基於所確定的總存量來控制生物燃料生產率以在從任一分批 發酵器到發酵池的分批輸送過程中使發酵池存量保持在指定的最高水平 和最低水平之間。
圖5示出了用於生物燃料生產工廠514的自動化控制系統的簡化圖。 如圖所示，所述系統可包括一個或多個與被控制的生物燃料工廠514交互 作用的計算機系統512。所述計算機系統512可表示執行根據本發明各實 施例的軟體程序的各種類型的計算機系統或計算機系統網絡中的任一種。 如所指出的，所述計算機系統存儲(和執行)用於管理生物燃料工廠514 中的發酵的軟體。所述軟體程序可執行對總發酵生物質存量的上述確定， 以及用於管理在生物燃料工廠514中的發酵，例如，可能包括所述發酵過 程的模型化、預測、最佳化和/或控制的各個方面。由此，所述控制系統 可實現對在生物燃料工廠或過程中的發酵和/或其他過程或子過程的預測 模型控制。所述系統可進一步提供用於使用最佳化解決器(即優化器)進 行最佳決策以及進行例如這些決策以控制工廠的環境。
由此，所述系統可提供用於以下調度處理的環境程序化地檢索與所 述工廠的處理相關的過程信息516，如上所述地確定生物質存量，以及產 生動作518 (例如控制動作)，以控制所逸發酵過程，例如包括控制生物 燃料工廠或處理的批量和連續發酵存量。
所述一個或多個計算機系統512優選地包括其上存儲有才艮據本發明 的電腦程式的存儲介質。換句話說，這裡描述的方法的實施例可通過軟 件來實現，其中，所述軟體存儲在所述系統中或與該系統耦接的存儲介質 上。術語"存儲介質"旨在包括各種類型的存儲器或儲存器，包括安裝介 質，例如，CD-ROM或軟盤， 一個或多個計算機系統存儲器或隨機訪問 存儲器，例如DRAM， SRAM, EDO RAM, Rambus RAM等，或者如磁介 質的非易失性存儲器，例如硬碟驅動器或光學存儲器。所述存儲介質也可 包括其他類型的存儲器或其組合。此外，所述存儲介質可位於其中執行程 序的第一計算機內，或可位於通過網絡連接到所述第一計算機的不同的笫 二計算機內。在後一情況下，所述第二計算機向第一計算機提供用於執行 的程序指令。所述存儲介質可包括可能分布於多個計算機系統中的多個存儲介質。
此外，如上指出的，所述計算機系統512可採取多種形式，包括個人 計算機系統、主計算機系統、工作站、嵌入式控制器、網絡設備、網際網路 設備或其他設備。 一般地，術語"計算機系統"可被廣義地限定為包括具 有執行來自存儲介質的指令的處理器(多個處理器)的任何設備(或設備 的集合)。
所述存儲^Kt (其可包括多個存儲介質)優選存儲一個或多個用於執 行上述方法的實施例的軟體程序，且還可實現模型預測控制和最佳化的各 個方面。所述軟體程序優選地使用基於組件的技術和/或面向對象的技術 來實現。例如，可根據需要使用ActiveX控制、C++對象、Java對象，微 ItS礎類(MFC)或其他技術或方法來實現所述軟體程序。所述軟體程序 還可根據需要包括一個或多個非線性模型，例如人工神經網絡、支撐矢量 機等。執行來自存儲介質的代碼和數據的CPU，例如主機CPU,包括用 於創建和執行根據下述方法或流程的軟體程序的裝置。在一些實施例中， 如上所指出的，所迷一個或多個計算機系統可實現一個或多個控制器。
應當注意，如這裡所使用的，所述術語"最大"、"最小"以及"最佳" 可分別指"基本上最大"、"基本上最小"以及"基本上最佳，，，其中，"基 本上"是指在理論極值、最佳值或目標值的某一可接受的限度之內的值。 例如，在一個實施例中，"基本上，，可表示在理i^值的10%以內的值。 在另一個實施例中，"基本上"可表示在理論值的5%以內的值。在另一 實施例中，"基本上，，可表示在理論值的2。/。以內的值。在又一實施例中， "基本上"可表示在理論值的1%以內的值。換句話說，在所有實際的 情況下(非理論的)，存在最終和中間控制元件的物理限制，對用於穩定 控制的可接受時間頻率的動態限制，或基於當前理解的化學和物理關係的 基本限制。在這些限制之內，所述控制系統通常將試圖實現最佳操作，即 以儘可能靠近的目標值或約束(最大或最小)來進行操作。
用於生物燃料生產過程的虛擬分析器
在一些實施例中，可通過虛擬在線分析器(VOA)來實現上迷方法。典 型的VOA是計算機實現的過程，通過該過程可估計或計算通過直接測量 不易獲得的過程的值或參數，用於替代測量的數據進行使用。在本發明的 一些實施例中，通過VOA來執行如上所述的對總發酵生物質存量的確定。
由此，上述系統和方法的實施例可操作來根據對具體地來自分批發酵器和至少一個發酵池的分批和連續的存量的噪聲和/或誤差度量而確定生 物燃料生產過程的總發酵生物質存量，然後其可被用於以基本最佳的方式 來操作所述生物燃料生產過程。
儘管已結合優選實施例描述了本發明的系統和方法，然而本發明的系 統和方法並非限於這裡提出的特定的形式，相反地，本發明的系統和方法 可以覆蓋這樣的替換、修改和等同內容，如可以合理地包括在由所附權利 要求限定的本發明的精神和範圍內的那樣。
權利要求
1.一種計算機實現的方法，該方法用於確定生物燃料生產過程中的分批存量和連續存量的總存量，該方法包括接收(202)測得的生物質存量值，包括相應的多個分批發酵器的多個發酵分批存量以及來自從所述多個發酵器接收經發酵的生物質的相應的至少一個發酵池的至少一個連續發酵池存量，其中，所述測得的生物質存量值是以所述分批發酵器及所述至少一個發酵池的受控蒸汽空間壓力為前提的，其中，蒸汽空間壓力以非受控方式波動；接收(204)分批發酵器及至少一個發酵池的至少一個測得的蒸汽空間壓力；基於所述測得的生物質存量值及所述至少一個測得的蒸汽空間壓力來確定(206)經壓力補償的測得的生物質存量值；接收(208)指定的時間段上的到所述分批發酵器的生物質輸入流量及來自所述至少一個發酵池的生物質輸出流量的測量值，其中，生物質輸入流量及生物質輸出流量的所述測量值是以恆定的生物質溫度及生物質密度為前提的，其中，生物質溫度及生物質密度以非受控方式波動；基於生物質輸入流量及生物質輸出流量的所述測量值來確定(210)所述指定的時間段上的測得的淨生物質流量；基於所述測得的淨生物質流量及所述經壓力補償的測得的生物質存量值來確定(212)分批存量和連續存量的總存量，其中，分批存量和連續存量的所述總存量包含所述測得的淨生物質流量與經壓力補償的測得的生物質存量值的歸一化的加權和；以及存儲(214)所確定的、分批存量和連續存量的總存量，其中，所述總存量可用於控制所述生物燃料生產過程中的生物質存量。
2. 根據權利要求l所述的方法，該方法還包括將所確定的、分批存量和連續存量的總存量作為輸入而提供給模型預 測控制器；以及所,型預測控制器基於所確定的總存量來控制生物燃料生產率，以 在從所述分批發酵器中的任一分批發酵器到所述發酵池的分批輸送的過 程中將發酵池存量保持在指定的最小水平與最大水平之間。
3. 根據權利要求l所述的方法，該方法還包括向所述生物燃料生產過程的操作者指示所確定的、分批存量和連續存 量的總存量，其中，所述操作者可使用所確定的總存量，在從所述分批發酵器中的 任一分批發酵器到所述發酵池的分批輸送的過程中將發酵池存量保持在 指定的最小水平與最大水平之間。
4. 根據權利要求l所述的方法，該方法還包括確定所述測得的淨生物質流量及所述經壓力補償的測得的生物質存 量值的歸一化的加權和的權重係數，包括接收測得的生物質存量的歷史值、測得的蒸汽空間壓力及測得的 生物質輸入流量及生物質輸出流量；確定歷史值的、其中所述蒸汽空間壓力、所述生物質溫度及所述 生物質密度受到控制的子集；以及對所確定的、所述歷史值的子集進行回歸分析，以確定所^重 係數。
5. 根據權利要求l所述的方法，該方法還包括確定所述測得的淨生物質流量及所述經壓力補償的測得的生物質存 量值的歸一化的加權和的權重係數，包括確定計算出的、分批存量和連續存量的總存量；使用多個候選權重係數值來多次地操作所述生物燃料生產過程， 以產生所確定的、分批存量和連續存量的總存量的相應的多個測試 值；以及對所述測試值及所述計算出的總存量進行分析，以確定與所迷計 算出的總存量最密切^目匹配的測試值，其中，所確定的權重係數與 該測試值相對應。
6. 根據權利要求5所述的方法，其中，所述的確定計算出的、分批 存量和連續存量的總存量包括基於已知的、發酵器到發酵池的生物質輸送率來確定計算出的、分批 存量和連續存量的總存量。
7. 根據權利要求l所述的方法，該方法還包括使用所確定的、分批存量和連續存量的總存量來控制所述生物燃料生產過程中的生物燃料生產率；以及以迭代的方式多次地執行下列操作，以控制生物燃料生產所述的接 收測得的生物質存量值，所述的接收至少一個測得的蒸汽空間壓力，所述 的確定經壓力補償的測得的生物質存量值，所述的接收到所述分批發酵器 的生物質輸入流量及來自所述至少一個發酵池的生物質輸出流量的測量 值，所述的確定測得的淨生物質流量，所述的確定分批存量和連續存量的 總存量，所述的存儲所確定的、分批存量和連續存量的總存量，以及所述 的控制所述生物燃料生產過程中的生物燃料生產率。
全文摘要
本發明提供了用於確定生物燃料生產過程中的分批生物質存量和連續生物質存量的總存量的系統及方法。接收測得的生物質存量值，包括來自多個分批發酵器的分批存量及至少一個連續發酵池存量。這些值是以分批發酵器及發酵池的受控蒸汽壓力為前提的，而壓力是以非受控方式波動的。接收分批發酵器及發酵池的測得的蒸汽壓力，並基於測得的存量及壓力值來確定經壓力補償的存量值。接收測得的到分批發酵器的生物質輸入流量及來自發酵池的輸出流量，它們是以恆定的生物質溫度及生物質密度為前提的，而生物質溫度及生物質密度是以非受控方式波動的。基於測得的流量及經壓力補償的存量值來確定分批存量和連續存量的總存量，並存儲該總存量。
文檔編號G05B19/418GK101539776SQ200910129649
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月20日 優先權日2008年3月20日
發明者布賴恩·K·史蒂芬森, 派屈克·D·諾爾, 馬伊納·A·馬查裡亞 申請人:洛克威爾自動控制股份有限公司