JPH0779679B2 - 酵母培養装置 - Google Patents
酵母培養装置Info
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- JPH0779679B2 JPH0779679B2 JP34206591A JP34206591A JPH0779679B2 JP H0779679 B2 JPH0779679 B2 JP H0779679B2 JP 34206591 A JP34206591 A JP 34206591A JP 34206591 A JP34206591 A JP 34206591A JP H0779679 B2 JPH0779679 B2 JP H0779679B2
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- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、基質溶液供給手段によ
って基質溶液を供給しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を
培養せしめてなる半回分式の酵母培養装置に関し、特
に、エタノール設定濃度に応じて求められた基質供給基
準量に対しエタノール設定濃度およびエタノール検出濃
度の間のエタノール濃度偏差およびエタノール濃度偏差
時間変化に応じファジィ推論によって求められた基質供
給補正量を加算することにより基質供給量を決定してな
る酵母培養装置に関するものである。
って基質溶液を供給しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を
培養せしめてなる半回分式の酵母培養装置に関し、特
に、エタノール設定濃度に応じて求められた基質供給基
準量に対しエタノール設定濃度およびエタノール検出濃
度の間のエタノール濃度偏差およびエタノール濃度偏差
時間変化に応じファジィ推論によって求められた基質供
給補正量を加算することにより基質供給量を決定してな
る酵母培養装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、この種の酵母培養装置としては、
図20および図21に示した制御装置30のごとく、エタノー
ル濃度設定装置31によって設定された図21(a) のエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量算出装置 (こ
こではグルコース供給基準量算出装置)32 によって図21
(b) の基質供給基準量 (ここではグルコース供給基準
量) Ｆ0 を算出し、かつエタノール濃度検出装置25によ
って検出された図21(a) のエタノール検出濃度Ｙを減算
装置33でエタノール濃度設定装置31によって設定された
エタノール設定濃度Ｙ0 から減算してエタノール濃度偏
差Ｙ1 を求め、エタノール濃度偏差Ｙ1 に応じ基質供給
補正量算出装置 (ここではグルコース供給補正量算出装
置)39 で基質供給補正量 (ここではグルコース供給補正
量) Ｆ1 を算出し、加算装置36でグルコース供給基準量
Ｆ0 に対しグルコース供給補正量Ｆ1を加算して図21(b)
の基質供給量 (ここではグルコース供給量) Ｆを求め
て溶液供給制御信号発生装置37に与え、溶液供給制御信
号発生装置37によってグルコース供給量Ｆから溶液供給
制御信号 (すなわちグルコース供給制御信号ＳG および
水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN)を発生し基質
(ここではグルコース)を含む基質溶液を培養槽に供給
するための基質溶液供給手段の制御端と水酸化アンモニ
ウム溶液を培養槽に供給するための水酸化アンモニウム
溶液供給手段の制御端とに与えてなるものが、提案され
ていた。
図20および図21に示した制御装置30のごとく、エタノー
ル濃度設定装置31によって設定された図21(a) のエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量算出装置 (こ
こではグルコース供給基準量算出装置)32 によって図21
(b) の基質供給基準量 (ここではグルコース供給基準
量) Ｆ0 を算出し、かつエタノール濃度検出装置25によ
って検出された図21(a) のエタノール検出濃度Ｙを減算
装置33でエタノール濃度設定装置31によって設定された
エタノール設定濃度Ｙ0 から減算してエタノール濃度偏
差Ｙ1 を求め、エタノール濃度偏差Ｙ1 に応じ基質供給
補正量算出装置 (ここではグルコース供給補正量算出装
置)39 で基質供給補正量 (ここではグルコース供給補正
量) Ｆ1 を算出し、加算装置36でグルコース供給基準量
Ｆ0 に対しグルコース供給補正量Ｆ1を加算して図21(b)
の基質供給量 (ここではグルコース供給量) Ｆを求め
て溶液供給制御信号発生装置37に与え、溶液供給制御信
号発生装置37によってグルコース供給量Ｆから溶液供給
制御信号 (すなわちグルコース供給制御信号ＳG および
水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN)を発生し基質
(ここではグルコース)を含む基質溶液を培養槽に供給
するための基質溶液供給手段の制御端と水酸化アンモニ
ウム溶液を培養槽に供給するための水酸化アンモニウム
溶液供給手段の制御端とに与えてなるものが、提案され
ていた。
【０００４】
【解決すべき問題点】しかしながら、従来の酵母培養装
置では、エタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール検出濃
度Ｙを減算して求めたエタノール濃度偏差Ｙ1 に応じて
グルコース供給補正量Ｆ1 を求めるのみであったので、
(i) グルコース供給補正量Ｆ1 が図21(b) より明らかな
ごとく大きくなった場合、エタノール検出濃度Ｙが図21
(a) に示したごとく極端に増大してしまう欠点があり、
また(ii)比例感度を削減すると培養時間が遷延してしま
う欠点があった。
置では、エタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール検出濃
度Ｙを減算して求めたエタノール濃度偏差Ｙ1 に応じて
グルコース供給補正量Ｆ1 を求めるのみであったので、
(i) グルコース供給補正量Ｆ1 が図21(b) より明らかな
ごとく大きくなった場合、エタノール検出濃度Ｙが図21
(a) に示したごとく極端に増大してしまう欠点があり、
また(ii)比例感度を削減すると培養時間が遷延してしま
う欠点があった。
【０００５】そこで、本発明は、これらの欠点を除去す
る目的で、エタノール設定濃度に応じて求められた基質
供給基準量に対しエタノール設定濃度およびエタノール
検出濃度の間のエタノール濃度偏差およびエタノール濃
度偏差時間変化に応じファジィ推論によって求められた
基質供給補正量を加算することにより基質供給量を決定
してなる酵母培養装置を、提供せんとするものである。
る目的で、エタノール設定濃度に応じて求められた基質
供給基準量に対しエタノール設定濃度およびエタノール
検出濃度の間のエタノール濃度偏差およびエタノール濃
度偏差時間変化に応じファジィ推論によって求められた
基質供給補正量を加算することにより基質供給量を決定
してなる酵母培養装置を、提供せんとするものである。
【０００６】
【０００７】
【問題点の解決手段】本発明により提供される問題点の
第１の解決手段は、「基質溶液供給手段によって基質溶
液を供給しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめ
てなる半回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられたエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ0 を算出す
るための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し、基質溶液供給手段の制
御端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)とを
備えてなることを特徴とする酵母培養装置」である。
第１の解決手段は、「基質溶液供給手段によって基質溶
液を供給しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめ
てなる半回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられたエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ0 を算出す
るための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し、基質溶液供給手段の制
御端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)とを
備えてなることを特徴とする酵母培養装置」である。
【０００８】本発明により提供される問題点の第２の解
決手段は、「基質溶液供給手段によって基質溶液を供給
しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめてなる半
回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ
0 を算出するための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し基質溶液供給手段の制御
端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)と、 (h) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 の正負を判定し、かつ基質供給基準量算出装置(3
2)によって求められた基質供給基準量Ｆ0 と基質供給補
正量算出装置(35)によって求められた基質供給補正量Ｆ
1 とを比較し、かつ基質供給補正量時間変化推論装置(3
4)によって求められた基質供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正
負を判定し、かつエタノール濃度検出装置(25)によって
検出されたエタノール検出濃度Ｙの時間変化を求めて所
定範囲に属するか否かを判定し、かつガス分析装置(2 1)
によって検出された培養槽からの排ガス中の二酸化炭素
濃度の時間変化を求めて正負を判定することにより、培
養槽中の培養液の培養状態を判定し、培養状態の判定結
果に応じて供給供給補正量時間変化推論装置(34)で利用
されている基質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジ
ィ集合のメンバーシップ関数に所定の重み係数を乗算せ
しめ、および／または、培養状態の判定結果に応じて基
質供給補正量時間変化推論装置(34)で利用されている基
質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合のメン
バーシップ関数を平行移動しかつ平行移動したメンバー
シップ関数に所定の重み係数を乗算せしめるための状態
判定装置(38)とを備えてなることを特徴とする酵母培養
装置」である。
決手段は、「基質溶液供給手段によって基質溶液を供給
しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめてなる半
回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ
0 を算出するための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し基質溶液供給手段の制御
端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)と、 (h) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 の正負を判定し、かつ基質供給基準量算出装置(3
2)によって求められた基質供給基準量Ｆ0 と基質供給補
正量算出装置(35)によって求められた基質供給補正量Ｆ
1 とを比較し、かつ基質供給補正量時間変化推論装置(3
4)によって求められた基質供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正
負を判定し、かつエタノール濃度検出装置(25)によって
検出されたエタノール検出濃度Ｙの時間変化を求めて所
定範囲に属するか否かを判定し、かつガス分析装置(2 1)
によって検出された培養槽からの排ガス中の二酸化炭素
濃度の時間変化を求めて正負を判定することにより、培
養槽中の培養液の培養状態を判定し、培養状態の判定結
果に応じて供給供給補正量時間変化推論装置(34)で利用
されている基質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジ
ィ集合のメンバーシップ関数に所定の重み係数を乗算せ
しめ、および／または、培養状態の判定結果に応じて基
質供給補正量時間変化推論装置(34)で利用されている基
質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合のメン
バーシップ関数を平行移動しかつ平行移動したメンバー
シップ関数に所定の重み係数を乗算せしめるための状態
判定装置(38)とを備えてなることを特徴とする酵母培養
装置」である。
【０００９】
【作用】本発明にかかる第１の酵母培養装置は、上述の
［問題点の解決手段］の欄に第１の解決手段として明示
したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の偏差に基づく基質供給基準量の修正を適切化する作用
をなし、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを抑制する作用をなし、また (iii) エタノール副生率を制御する作用をなす。
［問題点の解決手段］の欄に第１の解決手段として明示
したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の偏差に基づく基質供給基準量の修正を適切化する作用
をなし、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを抑制する作用をなし、また (iii) エタノール副生率を制御する作用をなす。
【００１０】また、本発明にかかる第２の酵母培養装置
は、上述の［問題点の解決手段］の欄に第２の解決手段
として明示したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の初期偏差が大きい場合にあっても基質供給基準量の修
正を適切化する作用をなし、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを一層抑制する作用をなし、また (iii) エタノール副生率を制御する作用をなす。
は、上述の［問題点の解決手段］の欄に第２の解決手段
として明示したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の初期偏差が大きい場合にあっても基質供給基準量の修
正を適切化する作用をなし、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを一層抑制する作用をなし、また (iii) エタノール副生率を制御する作用をなす。
【００１１】
【実施例】次に、本発明にかかる酵母培養装置につい
て、その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつ
つ、具体的に説明する。
て、その好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつ
つ、具体的に説明する。
【００１２】しかしながら、以下に説明する実施例は、
本発明の理解を容易化ないし促進化するために記載され
るものであって、本発明を限定するために記載されるも
のではない。
本発明の理解を容易化ないし促進化するために記載され
るものであって、本発明を限定するために記載されるも
のではない。
【００１３】換言すれば、以下に説明する実施例におい
て開示される各要素は、本発明の精神ならびに技術的範
囲に属する全ての設計変更ならびに均等物置換を含むも
のである。
て開示される各要素は、本発明の精神ならびに技術的範
囲に属する全ての設計変更ならびに均等物置換を含むも
のである。
【００１４】（添付図面の説明）
【００１５】図１は、本発明にかかる酵母培養装置の第
１の実施例を示すためのブロック回路図であって、特
に、制御装置30を拡大して示している。
１の実施例を示すためのブロック回路図であって、特
に、制御装置30を拡大して示している。
【００１６】図２は、図１に示した第１の実施例および
図７に示した第２，第３の実施例を共通に示すための構
成図である。
図７に示した第２，第３の実施例を共通に示すための構
成図である。
【００１７】図３は、図１に示した第１の実施例および
図７に示した第２，第３の実施例の動作を共通に説明す
るためのグラフであって、特に、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34におけるファジィ推論で使用される
ファジィ集合にそれぞれ属するメンバーシップ関数の一
例を具体的に示している。
図７に示した第２，第３の実施例の動作を共通に説明す
るためのグラフであって、特に、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34におけるファジィ推論で使用される
ファジィ集合にそれぞれ属するメンバーシップ関数の一
例を具体的に示している。
【００１８】図４は、図１に示した第１の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化推論装置34におけるファジィ推論の一
例を具体的に示している。
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化推論装置34におけるファジィ推論の一
例を具体的に示している。
【００１９】図５は、図１に示した第１の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 および
エタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間の相関関係を示
している。図５では、グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 *が0.01リットル／時を100 としかつ−0.01リットル／
時を−100 とするよう規格化され、エタノール濃度偏差
Ｙ1 が2000ppm を100としかつ−2000ppm を−100 とす
るよう規格化され、エタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *が
10000ppm／時を100 としかつ−10000ppm／時を−100 と
するよう規格化されている。
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 および
エタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間の相関関係を示
している。図５では、グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 *が0.01リットル／時を100 としかつ−0.01リットル／
時を−100 とするよう規格化され、エタノール濃度偏差
Ｙ1 が2000ppm を100としかつ−2000ppm を−100 とす
るよう規格化され、エタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *が
10000ppm／時を100 としかつ−10000ppm／時を−100 と
するよう規格化されている。
【００２０】図６は、図１に示した第１の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と培
養槽11からの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係，
培養時間とエタノール設定濃度Ｙ0 およびエタノール検
出濃度Ｙとの間の関係，培養時間とグルコース供給基準
量Ｆ0 およびグルコース供給量Ｆとの間の関係を示して
いる。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と培
養槽11からの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係，
培養時間とエタノール設定濃度Ｙ0 およびエタノール検
出濃度Ｙとの間の関係，培養時間とグルコース供給基準
量Ｆ0 およびグルコース供給量Ｆとの間の関係を示して
いる。
【００２１】図７は、本発明にかかる酵母培養装置の第
２，第３の実施例を共通に示すためのブロック回路図で
あって、特に、制御装置30を拡大して示している。
２，第３の実施例を共通に示すためのブロック回路図で
あって、特に、制御装置30を拡大して示している。
【００２２】図８は、図７に示した第２，第３の実施例
の動作を共通に説明するためのグラフであって、特に、
グルコース供給補正量時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集
合Ｃに属するメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,Ｚ
ＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に対する状態１，２の場合の重
み係数を示している。
の動作を共通に説明するためのグラフであって、特に、
グルコース供給補正量時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集
合Ｃに属するメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,Ｚ
ＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に対する状態１，２の場合の重
み係数を示している。
【００２３】図９は、図７に示した第２，第３の実施例
の動作を共通に説明するためのグラフであって、特に、
グルコース供給補正量時間変化推論装置34におけるファ
ジィ推論の一例を具体的に示している。
の動作を共通に説明するためのグラフであって、特に、
グルコース供給補正量時間変化推論装置34におけるファ
ジィ推論の一例を具体的に示している。
【００２４】図10は、図１に示した第１の実施例および
図７に示した第２，第３の実施例の動作を共通に説明す
るためのグラフであって、特に、エタノール濃度偏差Ｙ
1 が−25 (すなわち−500ppm) のときのグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *
との間の相関関係を示している。図10では、実施例１〜
３によって、第１ないし第３の実施例であることを示し
ている。
図７に示した第２，第３の実施例の動作を共通に説明す
るためのグラフであって、特に、エタノール濃度偏差Ｙ
1 が−25 (すなわち−500ppm) のときのグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *
との間の相関関係を示している。図10では、実施例１〜
３によって、第１ないし第３の実施例であることを示し
ている。
【００２５】図11は、図７に示した第２の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール設定
濃度Ｙ0 およびエタノール検出濃度Ｙとの間の関係，培
養時間とグルコース供給基準量Ｆ0 およびグルコース供
給量Ｆとの間の関係を示している。図11(c) には、グル
コース供給量Ｆの上限値Ｆmax も示されている。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール設定
濃度Ｙ0 およびエタノール検出濃度Ｙとの間の関係，培
養時間とグルコース供給基準量Ｆ0 およびグルコース供
給量Ｆとの間の関係を示している。図11(c) には、グル
コース供給量Ｆの上限値Ｆmax も示されている。
【００２６】図12は、図７に示した第２の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係および培養時間と培養槽11か
らの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係を具体的に
示している。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係および培養時間と培養槽11か
らの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係を具体的に
示している。
【００２７】図13は、図７に示した第２の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール濃度
偏差Ｙ1 との間の関係および培養時間とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *との間の関係を具体的に示している。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール濃度
偏差Ｙ1 との間の関係および培養時間とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *との間の関係を具体的に示している。
【００２８】図14は、図７に示した第２の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *との間の関係および培養時間とグル
コース供給補正量Ｆ1 との間の関係を具体的に示してい
る。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *との間の関係および培養時間とグル
コース供給補正量Ｆ1 との間の関係を具体的に示してい
る。
【００２９】図15は、図７に示した第３の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化推論装置34におけるファジィ推論の一
例を具体的に示している。
を説明するためのグラフであって、特に、グルコース供
給補正量時間変化推論装置34におけるファジィ推論の一
例を具体的に示している。
【００３０】図16は、図７に示した第３の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール設定
濃度Ｙ0 およびエタノール検出濃度Ｙとの間の関係，培
養時間とグルコース供給基準量Ｆ0 およびグルコース供
給量Ｆとの間の関係を具体的に示している。図16(c)に
は、グルコース供給量Ｆの上限値Ｆmax も示されてい
る。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール設定
濃度Ｙ0 およびエタノール検出濃度Ｙとの間の関係，培
養時間とグルコース供給基準量Ｆ0 およびグルコース供
給量Ｆとの間の関係を具体的に示している。図16(c)に
は、グルコース供給量Ｆの上限値Ｆmax も示されてい
る。
【００３１】図17は、図７に示した第３の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係および培養時間と培養槽11か
らの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係を具体的に
示している。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係および培養時間と培養槽11か
らの排ガス中の二酸化炭素濃度との間の関係を具体的に
示している。
【００３２】図18は、図７に示した第３の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール濃度
偏差Ｙ1 との間の関係および培養時間とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *との間の関係を具体的に示している。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とエタノール濃度
偏差Ｙ1 との間の関係および培養時間とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *との間の関係を具体的に示している。
【００３３】図19は、図７に示した第３の実施例の動作
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *との間の関係および培養時間とグル
コース供給補正量Ｆ1 との間の関係を具体的に示してい
る。
を説明するためのグラフであって、特に、培養時間と状
態１，２，Ｎとの間の関係，培養時間とグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *との間の関係および培養時間とグル
コース供給補正量Ｆ1 との間の関係を具体的に示してい
る。
【００３４】（第１の実施例の構成）
【００３５】まず、図１および図２を参照しつつ、本発
明にかかる酵母培養装置の第１の実施例について、その
構成を詳細に説明する。
明にかかる酵母培養装置の第１の実施例について、その
構成を詳細に説明する。
【００３６】10は、本発明にかかる酵母培養装置であっ
て、必要量の培養液Ｗが収容されておりその培養液Ｗ中
で酵母菌を培養するための培養槽11と、培養槽11に収容
された培養液Ｗに対し空気案内管12A および空気流量計
12B を介して必要量の空気を供給するための空気供給ポ
ンプ12と、培養槽11の上部に配設されており二酸化炭素
を含む排ガスを培養槽11から外部へ排出するための排ガ
ス案内装置13と、排ガス案内装置13に対し冷媒保持タン
ク14A から冷媒供給管14B を介して冷媒を供給するため
の冷媒供給ポンプ14と、基質溶液保持タンク15A から基
質溶液供給管15B を介して基質 (ここではグルコース；
以下この場合について説明する) を適宜の割合で含む基
質溶液 (単に“基質溶液”ともいう) を培養槽11へ適宜
の流速で供給するための基質溶液供給ポンプ15と、水酸
化アンモニウム溶液保持タンク16A から水酸化アンモニ
ウム溶液供給管16B を介して適宜の濃度の水酸化アンモ
ニウム溶液を適宜の流速で培養槽11へ供給するための水
酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16と、培養槽11の培養
液Ｗ中に攪拌羽根17A が配置されており培養槽11の外部
に配置されたモータ17B によって攪拌羽根17A を矢印ω
で示すごとく回転せしめて培養液Ｗを攪拌するための攪
拌装置17とを、備えている。ちなみに、培養槽11に供給
される基質としては、グルコースの外に、多糖類，蛋白
質，コーンスターチなどがある。また、水酸化アンモニ
ウム溶液は、培養液ＷのｐＨ調節剤ならびに酵母菌の栄
養分として供給されている。
て、必要量の培養液Ｗが収容されておりその培養液Ｗ中
で酵母菌を培養するための培養槽11と、培養槽11に収容
された培養液Ｗに対し空気案内管12A および空気流量計
12B を介して必要量の空気を供給するための空気供給ポ
ンプ12と、培養槽11の上部に配設されており二酸化炭素
を含む排ガスを培養槽11から外部へ排出するための排ガ
ス案内装置13と、排ガス案内装置13に対し冷媒保持タン
ク14A から冷媒供給管14B を介して冷媒を供給するため
の冷媒供給ポンプ14と、基質溶液保持タンク15A から基
質溶液供給管15B を介して基質 (ここではグルコース；
以下この場合について説明する) を適宜の割合で含む基
質溶液 (単に“基質溶液”ともいう) を培養槽11へ適宜
の流速で供給するための基質溶液供給ポンプ15と、水酸
化アンモニウム溶液保持タンク16A から水酸化アンモニ
ウム溶液供給管16B を介して適宜の濃度の水酸化アンモ
ニウム溶液を適宜の流速で培養槽11へ供給するための水
酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16と、培養槽11の培養
液Ｗ中に攪拌羽根17A が配置されており培養槽11の外部
に配置されたモータ17B によって攪拌羽根17A を矢印ω
で示すごとく回転せしめて培養液Ｗを攪拌するための攪
拌装置17とを、備えている。ちなみに、培養槽11に供給
される基質としては、グルコースの外に、多糖類，蛋白
質，コーンスターチなどがある。また、水酸化アンモニ
ウム溶液は、培養液ＷのｐＨ調節剤ならびに酵母菌の栄
養分として供給されている。
【００３７】本発明にかかる酵母溶媒装置10は、また、
排ガス案内装置13に取り付けられており排ガス中の二酸
化炭素濃度を検出し二酸化炭素濃度検出信号ＳC として
出力するためのガス分析装置21と、培養槽11に収容され
た培養液Ｗ中に検出端子22Aが配置されており培養液Ｗ
の温度を検出し温度検出信号ＳTHとして出力するための
温度検出装置22と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出端子23
A が配置されており培養液Ｗの水素イオン濃度 (いわゆ
る“ｐＨ”) を検出しｐＨ検出信号ＳpHとして出力する
ためのｐＨ検出装置23と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出
端子24A が配置されており培養液Ｗの溶存酸素濃度を検
出し溶存酸素濃度検出信号Ｓ0 として出力するための酸
素濃度検出装置24と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出端子
25A が配置されており培養液Ｗのエタノール濃度を検出
しエタノール濃度検出信号ＳE として出力するためのエ
タノール濃度検出装置25と、ガス分析装置21，温度検出
装置22，ｐＨ検出装置23，酸素濃度検出装置24およびエ
タノール濃度検出装置25の出力端がそれぞれ入力端に接
続されておりガス分析装置21，温度検出装置22，ｐＨ検
出装置23，酸素濃度検出装置24およびエタノール濃度検
出装置25からそれぞれ二酸化炭素濃度検出信号ＳC,温度
検出信号ＳTH，ｐＨ検出信号ＳpH，溶存酸素濃度検出信
号Ｓ0 およびエタノール濃度検出信号ＳE を受け取り自
動的に記録するための自動記録装置26とを、備えてい
る。
排ガス案内装置13に取り付けられており排ガス中の二酸
化炭素濃度を検出し二酸化炭素濃度検出信号ＳC として
出力するためのガス分析装置21と、培養槽11に収容され
た培養液Ｗ中に検出端子22Aが配置されており培養液Ｗ
の温度を検出し温度検出信号ＳTHとして出力するための
温度検出装置22と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出端子23
A が配置されており培養液Ｗの水素イオン濃度 (いわゆ
る“ｐＨ”) を検出しｐＨ検出信号ＳpHとして出力する
ためのｐＨ検出装置23と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出
端子24A が配置されており培養液Ｗの溶存酸素濃度を検
出し溶存酸素濃度検出信号Ｓ0 として出力するための酸
素濃度検出装置24と、培養槽11の培養液Ｗ中に検出端子
25A が配置されており培養液Ｗのエタノール濃度を検出
しエタノール濃度検出信号ＳE として出力するためのエ
タノール濃度検出装置25と、ガス分析装置21，温度検出
装置22，ｐＨ検出装置23，酸素濃度検出装置24およびエ
タノール濃度検出装置25の出力端がそれぞれ入力端に接
続されておりガス分析装置21，温度検出装置22，ｐＨ検
出装置23，酸素濃度検出装置24およびエタノール濃度検
出装置25からそれぞれ二酸化炭素濃度検出信号ＳC,温度
検出信号ＳTH，ｐＨ検出信号ＳpH，溶存酸素濃度検出信
号Ｓ0 およびエタノール濃度検出信号ＳE を受け取り自
動的に記録するための自動記録装置26とを、備えてい
る。
【００３８】本発明にかかる酵母培養装置10は、更に、
自動記録装置26の出力端に入力端が接続されかつ第１の
出力端が自動記録装置26の入力端に接続されかつ第２，
第３の出力端がそれぞれ基質溶液供給ポンプ15および水
酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の制御端に接続され
ており自動記録装置26の記録した二酸化炭素濃度と温度
とｐＨと溶存酸素濃度とエタノール濃度とを所定の時間
間隔で読み込みエタノール濃度に応じ後述の要領で溶液
供給制御信号 (ここではグルコース供給制御信号ＳG お
よび水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN;以下この
場合について説明する) を求めてそれぞれ基質溶液供給
ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の
制御端に与えるための制御装置30を、備えている。
自動記録装置26の出力端に入力端が接続されかつ第１の
出力端が自動記録装置26の入力端に接続されかつ第２，
第３の出力端がそれぞれ基質溶液供給ポンプ15および水
酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の制御端に接続され
ており自動記録装置26の記録した二酸化炭素濃度と温度
とｐＨと溶存酸素濃度とエタノール濃度とを所定の時間
間隔で読み込みエタノール濃度に応じ後述の要領で溶液
供給制御信号 (ここではグルコース供給制御信号ＳG お
よび水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN;以下この
場合について説明する) を求めてそれぞれ基質溶液供給
ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の
制御端に与えるための制御装置30を、備えている。
【００３９】制御装置30は、培養槽11に収容された培養
液Ｗ中の最終的なエタノール濃度 (すなわちエタノール
濃度目標値) Ｙ0 を設定してエタノール設定濃度Ｙ 0 と
して出力するためのエタノール濃度設定装置31と、エタ
ノール濃度設定装置31の出力端に対し入力端が接続され
ておりエタノール濃度設定装置31から与えられたエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量 (ここではグ
ルコース供給基準量)Ｆ0 を算出して出力するための基
質供給基準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量
算出装置)32 と、エタノール濃度設定装置31の出力端に
第１の入力端が接続されかつ第２の入力端が自動記録装
置26を介してエタノール濃度検出装置25の出力端に接続
されておりエタノール濃度設定装置31から与えられたエ
タノール設定濃度Ｙ0 とエタノール濃度検出装置25から
与えられたエタノール検出濃度Ｙとの間でエタノール濃
度偏差Ｙ1 ＝Ｙ0 −Ｙを求めて出力するための減算装置
33と、減算装置33の出力端に入力端が接続されており減
算装置33から与えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 に応じ
後述の要領で基質供給補正量時間変化 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化) Ｆ1 *を求めて出力するための
グルコース供給補正量時間変化推論装置34と、基質供給
補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース供給補正
量時間変化推論装置)34 の出力端に入力端が接続されて
おりグルコース供給補正量時間変化推論装置34から与え
られたグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *から基質供給
補正量 (ここではグルコース供給補正量) Ｆ1 を求めて
出力するための基質供給補正量算出装置 (ここではグル
コース供給補正量算出装置)35と、グルコース供給基準
量算出装置32およびグルコース供給補正量算出装置35の
出力端に第１，第２の入力端がそれぞれ接続されており
グルコース供給基準量算出装置32から与えられたグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とグルコース供給補正量算出装置35
から与えられたグルコース供給補正量Ｆ1 とを互いに加
算し基質供給量 (ここではグルコース供給量) Ｆを求め
て出力するための加算装置36と、加算装置36の出力端に
入力端が接続されかつ第１，第２の出力端が基質溶液供
給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16
の制御端にそれぞれ接続されており加算装置36から与え
られたグルコース供給量Ｆに応じ基質供給制御信号 (こ
こではグルコース供給制御信号ＳG および水酸化アンモ
ニウム溶液供給制御信号ＳN)を求めてそれぞれ基質溶液
供給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ
16の制御端に向け出力するための溶液供給制御信号発生
装置37とを、包有している。
液Ｗ中の最終的なエタノール濃度 (すなわちエタノール
濃度目標値) Ｙ0 を設定してエタノール設定濃度Ｙ 0 と
して出力するためのエタノール濃度設定装置31と、エタ
ノール濃度設定装置31の出力端に対し入力端が接続され
ておりエタノール濃度設定装置31から与えられたエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量 (ここではグ
ルコース供給基準量)Ｆ0 を算出して出力するための基
質供給基準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量
算出装置)32 と、エタノール濃度設定装置31の出力端に
第１の入力端が接続されかつ第２の入力端が自動記録装
置26を介してエタノール濃度検出装置25の出力端に接続
されておりエタノール濃度設定装置31から与えられたエ
タノール設定濃度Ｙ0 とエタノール濃度検出装置25から
与えられたエタノール検出濃度Ｙとの間でエタノール濃
度偏差Ｙ1 ＝Ｙ0 −Ｙを求めて出力するための減算装置
33と、減算装置33の出力端に入力端が接続されており減
算装置33から与えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 に応じ
後述の要領で基質供給補正量時間変化 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化) Ｆ1 *を求めて出力するための
グルコース供給補正量時間変化推論装置34と、基質供給
補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース供給補正
量時間変化推論装置)34 の出力端に入力端が接続されて
おりグルコース供給補正量時間変化推論装置34から与え
られたグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *から基質供給
補正量 (ここではグルコース供給補正量) Ｆ1 を求めて
出力するための基質供給補正量算出装置 (ここではグル
コース供給補正量算出装置)35と、グルコース供給基準
量算出装置32およびグルコース供給補正量算出装置35の
出力端に第１，第２の入力端がそれぞれ接続されており
グルコース供給基準量算出装置32から与えられたグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とグルコース供給補正量算出装置35
から与えられたグルコース供給補正量Ｆ1 とを互いに加
算し基質供給量 (ここではグルコース供給量) Ｆを求め
て出力するための加算装置36と、加算装置36の出力端に
入力端が接続されかつ第１，第２の出力端が基質溶液供
給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16
の制御端にそれぞれ接続されており加算装置36から与え
られたグルコース供給量Ｆに応じ基質供給制御信号 (こ
こではグルコース供給制御信号ＳG および水酸化アンモ
ニウム溶液供給制御信号ＳN)を求めてそれぞれ基質溶液
供給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ
16の制御端に向け出力するための溶液供給制御信号発生
装置37とを、包有している。
【００４０】（第１の実施例の作用）
【００４１】次いで、図１ないし図６を参照しつつ、本
発明にかかる酵母培養装置の第１の実施例について、そ
の作用を詳細に説明する。
発明にかかる酵母培養装置の第１の実施例について、そ
の作用を詳細に説明する。
【００４２】初期培養
【００４３】制御装置30は、流加培養の開始に先立ち、
基質溶液供給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供
給ポンプ16の制御端にそれぞれ適宜の溶液供給制御信号
を与えることにより、基質溶液保持タンク15A および水
酸化アンモニウム溶液保持タンク16A からそれぞれ基質
溶液供給管15B および水酸化アンモニウム溶液供給管16
B を介して基質溶液および水酸化アンモニウム溶液を供
給し、培養槽11に適当量の培養液Ｗを収容せしめる。培
養槽11には、培養液Ｗすなわち基質溶液および水酸化ア
ンモニウム溶液の供給に先き立ち、あるいは培養液Ｗす
なわち基質溶液および水酸化アンモニウム溶液の供給の
のち、もしくは培養液Ｗすなわち基質溶液および水酸化
アンモニウム溶液の供給に並行して、適当量の酵母菌が
収容せしめられている。
基質溶液供給ポンプ15および水酸化アンモニウム溶液供
給ポンプ16の制御端にそれぞれ適宜の溶液供給制御信号
を与えることにより、基質溶液保持タンク15A および水
酸化アンモニウム溶液保持タンク16A からそれぞれ基質
溶液供給管15B および水酸化アンモニウム溶液供給管16
B を介して基質溶液および水酸化アンモニウム溶液を供
給し、培養槽11に適当量の培養液Ｗを収容せしめる。培
養槽11には、培養液Ｗすなわち基質溶液および水酸化ア
ンモニウム溶液の供給に先き立ち、あるいは培養液Ｗす
なわち基質溶液および水酸化アンモニウム溶液の供給の
のち、もしくは培養液Ｗすなわち基質溶液および水酸化
アンモニウム溶液の供給に並行して、適当量の酵母菌が
収容せしめられている。
【００４４】培養槽11に適当量の培養液Ｗおよび酵母菌
が収容されたのち、空気供給ポンプ12が、始動され、空
気案内管12A を介して培養槽11に空気を供給し始める。
培養槽11に対する空気の供給量は、空気流量計12B によ
って確認しつつ空気供給ポンプ12を調節して適宜に設定
される。空気供給ポンプ12は、流加培養の終了まで連続
して動作せしめられる。
が収容されたのち、空気供給ポンプ12が、始動され、空
気案内管12A を介して培養槽11に空気を供給し始める。
培養槽11に対する空気の供給量は、空気流量計12B によ
って確認しつつ空気供給ポンプ12を調節して適宜に設定
される。空気供給ポンプ12は、流加培養の終了まで連続
して動作せしめられる。
【００４５】培養槽11中の培養液Ｗの温度は、制御装置
30が、温度検出装置22によって検出され自動記録装置26
を介して受け取った結果 (すなわち温度検出信号ＳT )
に応じて、培養液Ｗの温度を所定の範囲に維持するよ
う、培養槽11に付設された加熱装置 (図示せず) および
冷却装置 (図示せず) を適宜に制御することによって管
理されている。
30が、温度検出装置22によって検出され自動記録装置26
を介して受け取った結果 (すなわち温度検出信号ＳT )
に応じて、培養液Ｗの温度を所定の範囲に維持するよ
う、培養槽11に付設された加熱装置 (図示せず) および
冷却装置 (図示せず) を適宜に制御することによって管
理されている。
【００４６】培養槽11中の培養液ＷのｐＨは、ｐＨ検出
装置23によって検出され、ｐＨ検出信号ＳpHとして自動
記録装置26を介して制御装置30に与えられており、所定
範囲内に維持されるよう管理されている。
装置23によって検出され、ｐＨ検出信号ＳpHとして自動
記録装置26を介して制御装置30に与えられており、所定
範囲内に維持されるよう管理されている。
【００４７】培養槽11中の培養液Ｗの溶存酸素濃度は、
溶存酸素濃度検出装置24によって検出され、溶存酸素濃
度検出信号ＳO として自動記録装置26を介して制御装置
30に与えられており、所定値以上に維持されるよう管理
されている。
溶存酸素濃度検出装置24によって検出され、溶存酸素濃
度検出信号ＳO として自動記録装置26を介して制御装置
30に与えられており、所定値以上に維持されるよう管理
されている。
【００４８】冷媒供給ポンプ14は、冷媒保持タンク14A
から冷媒供給管14B を介して培養槽11の上部に配設され
た排ガス案内装置13に対し適宜の速度で冷媒を供給する
よう管理されている。
から冷媒供給管14B を介して培養槽11の上部に配設され
た排ガス案内装置13に対し適宜の速度で冷媒を供給する
よう管理されている。
【００４９】攪拌装置17は、培養槽11の外部に配設され
たモータ17B を始動せしめて培養液Ｗ中の攪拌羽根17A
を矢印ωで示すように回転せしめることにより、培養液
Ｗを攪拌しており、所定値以上の攪拌強度が達成される
よう管理されている。
たモータ17B を始動せしめて培養液Ｗ中の攪拌羽根17A
を矢印ωで示すように回転せしめることにより、培養液
Ｗを攪拌しており、所定値以上の攪拌強度が達成される
よう管理されている。
【００５０】ガス分析装置21は、排ガス案内装置13を介
して培養槽11から排出されてきた排ガス中の二酸化炭素
の濃度を検出し、検出結果を自動記録装置26を介して制
御装置30に与えらている (二酸化炭素の濃度については
図６(a) 参照) 。ちなみに、ガス分析装置21は、所望に
より、排ガス案内装置13を介して培養槽11から排出され
てきた排ガス中の酸素の濃度を検出し、検出結果を自動
記録装置26を介して制御装置30に与えて利用してもよ
い。
して培養槽11から排出されてきた排ガス中の二酸化炭素
の濃度を検出し、検出結果を自動記録装置26を介して制
御装置30に与えらている (二酸化炭素の濃度については
図６(a) 参照) 。ちなみに、ガス分析装置21は、所望に
より、排ガス案内装置13を介して培養槽11から排出され
てきた排ガス中の酸素の濃度を検出し、検出結果を自動
記録装置26を介して制御装置30に与えて利用してもよ
い。
【００５１】上述の初期培養が所定時間だけ実行されて
終了すると、自動制御による流加培養が開始される。
終了すると、自動制御による流加培養が開始される。
【００５２】グルコース供給基準量Ｆ 0 の算出
【００５３】制御装置30に包有されたエタノール濃度設
定装置31に、まず、所望のエタノール濃度 (すなわちエ
タノール濃度目標値；具体的には2000ppm)Ｙ0 を設定す
る (図６(b) 参照) 。エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 は、グルコース供給基準量算出装置32に与え
られる。
定装置31に、まず、所望のエタノール濃度 (すなわちエ
タノール濃度目標値；具体的には2000ppm)Ｙ0 を設定す
る (図６(b) 参照) 。エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 は、グルコース供給基準量算出装置32に与え
られる。
【００５４】グルコース供給基準量算出装置32は、エタ
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、式１により適宜にグルコース供給基準量
Ｆ0を算出して出力する (図６(c) 参照) 。式１では、
μ* がエタノール生成限界における酵母菌の比増殖速度
を示し、Ｖe が酵母菌の投入されたときの培養液の体積
(すなわち初期培養時の体積) を示し、Ｘe が酵母菌の
投入されたときの酵母菌の濃度 (すなわち初期菌体の濃
度) を示し、Ｒが対基質菌体収率 (ここでは対グルコー
ス菌体収率) を示し、Ｚが供給培地 (すなわち基質溶
液) の基質濃度 (ここではグルコース濃度) を示し、か
つｔが培養時間を示している。
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、式１により適宜にグルコース供給基準量
Ｆ0を算出して出力する (図６(c) 参照) 。式１では、
μ* がエタノール生成限界における酵母菌の比増殖速度
を示し、Ｖe が酵母菌の投入されたときの培養液の体積
(すなわち初期培養時の体積) を示し、Ｘe が酵母菌の
投入されたときの酵母菌の濃度 (すなわち初期菌体の濃
度) を示し、Ｒが対基質菌体収率 (ここでは対グルコー
ス菌体収率) を示し、Ｚが供給培地 (すなわち基質溶
液) の基質濃度 (ここではグルコース濃度) を示し、か
つｔが培養時間を示している。
【００５５】
【式１】 Ｆ0 ＝μ* Ｖe Ｘe (ｅｘｐμ* ｔ) ／ＲＺ
【００５６】グルコース供給補正量時間変化Ｆ 1 * の推論
【００５７】エタノール濃度検出装置25によって検出さ
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (“エタノール検出濃度”という) Ｙが減算
装置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度
設定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 から
エタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ
1 を求めて出力し、グルコース供給補正量時間変化推論
装置34に与える (図６(b) 参照) 。
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (“エタノール検出濃度”という) Ｙが減算
装置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度
設定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 から
エタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ
1 を求めて出力し、グルコース供給補正量時間変化推論
装置34に与える (図６(b) 参照) 。
【００５８】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める。
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める。
【００５９】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表１のファジィ規則ｆ11
〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める。
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表１のファジィ規則ｆ11
〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める。
【００６０】
【表１】
【００６１】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が100ppmでかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *
が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関
する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ
関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適
合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変
化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメン
バーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,
ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図４(a)(b)
および表２のごとく求める。
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が100ppmでかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *
が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関
する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ
関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適
合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変
化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメン
バーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,
ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図４(a)(b)
および表２のごとく求める。
【００６２】
【表２】 (註) 数値は、適合度を示している。
【００６３】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、そののち、ファジィ規則ｆ11〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表２に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
は、そののち、ファジィ規則ｆ11〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表２に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
【００６４】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、更に、ファジィ規則ｆ11〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)に示したファジィ集合Ｃの各メンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を、それぞ
れ、表２に示した適合度 (すなわちグレード) の位置で
切断した梯形状のメンバーシップ関数ＺＲC *44, ＰＳC
*45, ＰＳC *54, ＰＭC *55に変形する (図４(c) 参照)
。ちなみに、適合度 (すなわちグレード) が0.0である
場合については、図４(c) に図示されていない。
は、更に、ファジィ規則ｆ11〜ｆ17；・・・;ｆ71〜ｆ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)に示したファジィ集合Ｃの各メンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を、それぞ
れ、表２に示した適合度 (すなわちグレード) の位置で
切断した梯形状のメンバーシップ関数ＺＲC *44, ＰＳC
*45, ＰＳC *54, ＰＭC *55に変形する (図４(c) 参照)
。ちなみに、適合度 (すなわちグレード) が0.0である
場合については、図４(c) に図示されていない。
【００６５】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＺＲC *44, ＰＳC *45, ＰＳC *54, ＰＭC *55で包囲され
たハッチング領域について図４(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0017ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここでは、グルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノ
ール濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図５に示したご
とき相関関係がある。
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＺＲC *44, ＰＳC *45, ＰＳC *54, ＰＭC *55で包囲され
たハッチング領域について図４(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0017ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここでは、グルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノ
ール濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図５に示したご
とき相関関係がある。
【００６６】グルコース供給補正量Ｆ 1 の算出
【００６７】グルコース供給補正量算出装置35は、グル
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられたグ
ルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を現時刻のグルコース
供給量Ｆ 1 に加算することにより、次時刻のグルコース
供給補正量Ｆ1 を算出する。
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられたグ
ルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を現時刻のグルコース
供給量Ｆ 1 に加算することにより、次時刻のグルコース
供給補正量Ｆ1 を算出する。
【００６８】グルコース供給補正量算出装置35によって
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、グルコース供給
量Ｆとして溶液供給制御信号発生装置37に向けて出力さ
れる (図６(c) 参照) 。
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、グルコース供給
量Ｆとして溶液供給制御信号発生装置37に向けて出力さ
れる (図６(c) 参照) 。
【００６９】溶液供給制御信号Ｓ G ,Ｓ N の発生
【００７０】溶液供給制御信号発生装置37は、グルコー
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、グルコース
供給制御信号ＳG および水酸化アンモニウム溶液供給制
御信号ＳN を発生し、それぞれ基質溶液供給ポンプ15の
制御端および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の制
御端に与える。ちなみに、水酸化アンモニウム溶液供給
制御信号ＳN は、水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16
によって培養槽11に供給される水酸化アンモニウム溶液
中の“Ｎ”が重量比で基質溶液供給ポンプ15によって培
養槽11に供給される基質溶液中の“Ｃ”の１／20となる
よう決定されている。
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、グルコース
供給制御信号ＳG および水酸化アンモニウム溶液供給制
御信号ＳN を発生し、それぞれ基質溶液供給ポンプ15の
制御端および水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16の制
御端に与える。ちなみに、水酸化アンモニウム溶液供給
制御信号ＳN は、水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ16
によって培養槽11に供給される水酸化アンモニウム溶液
中の“Ｎ”が重量比で基質溶液供給ポンプ15によって培
養槽11に供給される基質溶液中の“Ｃ”の１／20となる
よう決定されている。
【００７１】溶液供給制御信号発生装置37は、加算装置
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
【００７２】基質溶液および水酸化アンモニウム溶液の
供給
供給
【００７３】基質溶液供給ポンプ15および水酸化アンモ
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御端に制御装置30に含ま
れた溶液供給制御信号発生装置37からグルコース供給制
御信号ＳG および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号
ＳN が与えられると、それぞれ動作せしめられ、基質溶
液保持タンク15A および水酸化アンモニウム溶液保持タ
ンク16A からグルコースを含む基質溶液および水酸化ア
ンモニウム溶液を培養槽11に向けて供給する。
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御端に制御装置30に含ま
れた溶液供給制御信号発生装置37からグルコース供給制
御信号ＳG および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号
ＳN が与えられると、それぞれ動作せしめられ、基質溶
液保持タンク15A および水酸化アンモニウム溶液保持タ
ンク16A からグルコースを含む基質溶液および水酸化ア
ンモニウム溶液を培養槽11に向けて供給する。
【００７４】培養終了
【００７５】上述の要領でエタノール濃度検出装置25に
よって検出され自動記録装置26を介して制御装置30に与
えられたエタノール濃度 (すなわちエタノール検出濃
度) が、エタノール濃度設定装置31に設定されたエタノ
ール濃度目標値 (すなわちエタノール設定濃度) Ｙ0 を
維持するよう制御が続けられ、所定時間の経過ののち酵
母菌の流加培養を終了する (図６(b) 参照) 。
よって検出され自動記録装置26を介して制御装置30に与
えられたエタノール濃度 (すなわちエタノール検出濃
度) が、エタノール濃度設定装置31に設定されたエタノ
ール濃度目標値 (すなわちエタノール設定濃度) Ｙ0 を
維持するよう制御が続けられ、所定時間の経過ののち酵
母菌の流加培養を終了する (図６(b) 参照) 。
【００７６】（第２の実施例の構成）
【００７７】また、図２および図７を参照しつつ、本発
明にかかる酵母培養装置の第２の実施例について、その
構成を詳細に説明する。
明にかかる酵母培養装置の第２の実施例について、その
構成を詳細に説明する。
【００７８】第２の実施例は、制御装置30に包有された
基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース
供給補正量時間変化推論装置)34 に対し培養槽11中にお
ける培養状態を判定する目的で状態判定装置38が付設さ
れかつ後述の要領で動作するよう構成されていることを
除き、第１の実施例と実質的に同一の構成を有してい
る。それ故、ここでは、状態判定装置38の構成について
具体的に説明するのみで、その他の構成に関する具体的
な説明を省略する。
基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース
供給補正量時間変化推論装置)34 に対し培養槽11中にお
ける培養状態を判定する目的で状態判定装置38が付設さ
れかつ後述の要領で動作するよう構成されていることを
除き、第１の実施例と実質的に同一の構成を有してい
る。それ故、ここでは、状態判定装置38の構成について
具体的に説明するのみで、その他の構成に関する具体的
な説明を省略する。
【００７９】状態判定装置38は、第１ないし第６の入力
端がそれぞれ減算装置33の出力端，エタノール濃度検出
装置25の出力端，ガス分析装置21の出力端，基質供給基
準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量算出装
置)32 の出力端，グルコース供給補正量時間変化推論装
置34および基質供給補正量算出装置 (ここではグルコー
ス供給補正量算出装置)35 の出力端に接続されかつ出力
端が基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化推論装置)34 の他の入力端に接
続されており、減算装置33から与えられたエタノール濃
度偏差Ｙ1 の正負を判定し、かつグルコース供給基準量
算出装置32から与えられた基質供給基準量(ここではグ
ルコース供給基準量) Ｆ0 とグルコース供給補正量算出
装置35から与えられた基質供給補正量 (ここではグルコ
ース供給補正量) Ｆ1 とを比較し、かつグルコース供給
補正量時間変化推論装置34から与えられたグルコース供
給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつエタノール
濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与えられた
エタノール検出濃度Ｙの時間変化 (すなわちエタノール
検出濃度時間変化Ｙ*)を求めて所定範囲に属するか否か
を判定し、かつガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた二酸化炭素濃度の時間変化を求めて正負
を判定し、培養槽11中における培養状態の判定結果 (図
11ないし図14では“状態”と示されている) に応じてグ
ルコース供給補正量時間変化推論装置34に対し基質供給
補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量時間変
化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数 (たとえば図８に示したごと
き重み係数) を乗算せしめる。
端がそれぞれ減算装置33の出力端，エタノール濃度検出
装置25の出力端，ガス分析装置21の出力端，基質供給基
準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量算出装
置)32 の出力端，グルコース供給補正量時間変化推論装
置34および基質供給補正量算出装置 (ここではグルコー
ス供給補正量算出装置)35 の出力端に接続されかつ出力
端が基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化推論装置)34 の他の入力端に接
続されており、減算装置33から与えられたエタノール濃
度偏差Ｙ1 の正負を判定し、かつグルコース供給基準量
算出装置32から与えられた基質供給基準量(ここではグ
ルコース供給基準量) Ｆ0 とグルコース供給補正量算出
装置35から与えられた基質供給補正量 (ここではグルコ
ース供給補正量) Ｆ1 とを比較し、かつグルコース供給
補正量時間変化推論装置34から与えられたグルコース供
給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつエタノール
濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与えられた
エタノール検出濃度Ｙの時間変化 (すなわちエタノール
検出濃度時間変化Ｙ*)を求めて所定範囲に属するか否か
を判定し、かつガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた二酸化炭素濃度の時間変化を求めて正負
を判定し、培養槽11中における培養状態の判定結果 (図
11ないし図14では“状態”と示されている) に応じてグ
ルコース供給補正量時間変化推論装置34に対し基質供給
補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量時間変
化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数 (たとえば図８に示したごと
き重み係数) を乗算せしめる。
【００８０】（第２の実施例の作用）
【００８１】次いで、図２，図３および図７ないし図14
を参照しつつ、本発明にかかる酵母培養装置の第２の実
施例について、その作用を詳細に説明する。
を参照しつつ、本発明にかかる酵母培養装置の第２の実
施例について、その作用を詳細に説明する。
【００８２】初期培養
【００８３】制御装置30は、流加培養の開始に先立ち、
第１の実施例と同様に、初期培養を所定時間だけ実行す
る。
第１の実施例と同様に、初期培養を所定時間だけ実行す
る。
【００８４】初期培養が終了すると、第１の実施例と同
様に、自動制御による流加培養が開始される。
様に、自動制御による流加培養が開始される。
【００８５】グルコース供給基準量Ｆ 0 の算出
【００８６】制御装置30に包有されたエタノール濃度設
定装置31には、第１の実施例と同様に、所望のエタノー
ル濃度 (すなわちエタノール濃度目標値；具体的には30
00ppm)Ｙ0 が設定される (図11(b) 参照) 。エタノール
濃度設定装置31に設定されたエタノール濃度目標値 (す
なわちエタノール設定濃度) Ｙ0 は、第１の実施例と同
様に、グルコース供給基準量算出装置32に与えられる。
定装置31には、第１の実施例と同様に、所望のエタノー
ル濃度 (すなわちエタノール濃度目標値；具体的には30
00ppm)Ｙ0 が設定される (図11(b) 参照) 。エタノール
濃度設定装置31に設定されたエタノール濃度目標値 (す
なわちエタノール設定濃度) Ｙ0 は、第１の実施例と同
様に、グルコース供給基準量算出装置32に与えられる。
【００８７】グルコース供給基準量算出装置32は、エタ
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、第１の実施例と同様に、式１により適宜
にグルコース供給基準量Ｆ0 を算出して出力する (図11
(c) 参照) 。
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、第１の実施例と同様に、式１により適宜
にグルコース供給基準量Ｆ0 を算出して出力する (図11
(c) 参照) 。
【００８８】グルコース供給補正量時間変化Ｆ 1 * の推論
【００８９】エタノール濃度検出装置25によって検出さ
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (すなわちエタノール検出濃度) Ｙが減算装
置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度設
定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 からエ
タノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ1
を出力し、グルコース供給補正量時間変化推論装置34に
与える (図11(b) および図13(b) 参照) 。
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (すなわちエタノール検出濃度) Ｙが減算装
置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度設
定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 からエ
タノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ1
を出力し、グルコース供給補正量時間変化推論装置34に
与える (図11(b) および図13(b) 参照) 。
【００９０】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める (図13(c) 参照) 。
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める (図13(c) 参照) 。
【００９１】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表３のファジィ規則ｇ11
〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める (図14(b) 参照) 。
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表３のファジィ規則ｇ11
〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める (図14(b) 参照) 。
【００９２】
【表３】
【００９３】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が1200ppm でかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ
1 *が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に
関する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシッ
プ関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢAの
適合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間
変化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメ
ンバーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭ
B,ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図９(a)
(b)および表４のごとく求める。
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が1200ppm でかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ
1 *が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に
関する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシッ
プ関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢAの
適合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間
変化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメ
ンバーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭ
B,ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図９(a)
(b)および表４のごとく求める。
【００９４】
【表４】 (註) 数値は、適合度を示している。
【００９５】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、そののち、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表４に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
は、そののち、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表４に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
【００９６】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、更に、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)に示したファジィ集合Ｃの各メンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を、それぞ
れ、表４に示した適合度 (すなわちグレード) の位置で
切断した梯形状のメンバーシップ関数ＰＳC *64, ＰＭC
*65，ＰＭC *74, ＰＭC *75に変形する (図９(c) 参照)
。ちなみに、適合度 (すなわちグレード) が0.0である
場合については、図９(c) に図示されていない。
は、更に、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)に示したファジィ集合Ｃの各メンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を、それぞ
れ、表４に示した適合度 (すなわちグレード) の位置で
切断した梯形状のメンバーシップ関数ＰＳC *64, ＰＭC
*65，ＰＭC *74, ＰＭC *75に変形する (図９(c) 参照)
。ちなみに、適合度 (すなわちグレード) が0.0である
場合については、図９(c) に図示されていない。
【００９７】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75で包囲され
たハッチング領域について図９(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0034ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここで、グルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図10に実施例２と
して示したごとき相関関係がある。
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75で包囲され
たハッチング領域について図９(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0034ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここで、グルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図10に実施例２と
して示したごとき相関関係がある。
【００９８】グルコース供給補正量Ｆ 1 の算出
【００９９】グルコース供給補正量算出装置35は、グル
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられた現
時刻のグルコース供給補正量時間変化Ｆ 1 * から第１の実
施例と同様に、次時刻のグルコース供給補正量Ｆ1 を算
出する (図14(b)(c)参照) 。
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられた現
時刻のグルコース供給補正量時間変化Ｆ 1 * から第１の実
施例と同様に、次時刻のグルコース供給補正量Ｆ1 を算
出する (図14(b)(c)参照) 。
【０１００】グルコース供給補正量算出装置35によって
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、第１の実施例と
同様に、グルコース供給量Ｆとして溶液供給制御信号発
生装置37に向けて出力される (図11(c) 参照) 。
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、第１の実施例と
同様に、グルコース供給量Ｆとして溶液供給制御信号発
生装置37に向けて出力される (図11(c) 参照) 。
【０１０１】溶液供給制御信号Ｓ G ,Ｓ N の発生
【０１０２】溶液供給制御信号発生装置37は、グルコー
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、第１の実施
例と同様に、グルコース供給制御信号ＳG および水酸化
アンモニウム溶液供給制御信号ＳN を発生し、それぞれ
基質溶液供給ポンプ15の制御端および水酸化アンモニウ
ム溶液供給ポンプ16の制御端に与える。ちなみに、水酸
化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN は、水酸化アンモ
ニウム溶液供給ポンプ16によって培養槽11に供給される
水酸化アンモニウム溶液中の“Ｎ”が重量比で基質溶液
供給ポンプ15によって培養槽11に供給される基質溶液中
の“Ｃ”の１／20となるよう決定されている。
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、第１の実施
例と同様に、グルコース供給制御信号ＳG および水酸化
アンモニウム溶液供給制御信号ＳN を発生し、それぞれ
基質溶液供給ポンプ15の制御端および水酸化アンモニウ
ム溶液供給ポンプ16の制御端に与える。ちなみに、水酸
化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN は、水酸化アンモ
ニウム溶液供給ポンプ16によって培養槽11に供給される
水酸化アンモニウム溶液中の“Ｎ”が重量比で基質溶液
供給ポンプ15によって培養槽11に供給される基質溶液中
の“Ｃ”の１／20となるよう決定されている。
【０１０３】溶液供給制御信号発生装置37は、加算装置
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
【０１０４】基質溶液および水酸化アンモニウム溶液の
供給
供給
【０１０５】基質溶液供給ポンプ15および水酸化アンモ
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御装置30に含まれた溶液
供給制御信号発生装置37からグルコース供給制御信号Ｓ
G および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN が与
えられると、それぞれ動作せしめられ、第１の実施例と
同様に、基質溶液保持タンク15A および水酸化アンモニ
ウム溶液保持タンク16A からグルコースを含む基質溶液
および水酸化アンモニウム溶液を培養槽11に向けて供給
する。
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御装置30に含まれた溶液
供給制御信号発生装置37からグルコース供給制御信号Ｓ
G および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN が与
えられると、それぞれ動作せしめられ、第１の実施例と
同様に、基質溶液保持タンク15A および水酸化アンモニ
ウム溶液保持タンク16A からグルコースを含む基質溶液
および水酸化アンモニウム溶液を培養槽11に向けて供給
する。
【０１０６】培養状態の判定
【０１０７】上述によって酵母菌の培養が所定時間 (た
とえば15分間) だけ実行されたのち、培養槽11中の培養
液Ｗの培養状態 (図11ないし図14では単に“状態”と示
されている) が、グルコース供給補正量時間変化推論装
置34に付設された状態判定装置38によって判定される。
とえば15分間) だけ実行されたのち、培養槽11中の培養
液Ｗの培養状態 (図11ないし図14では単に“状態”と示
されている) が、グルコース供給補正量時間変化推論装
置34に付設された状態判定装置38によって判定される。
【０１０８】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられた図３(b) のエタノール濃度偏差Ｙ1 の正負を判
定し、(ii)グルコース供給補正量算出装置35から与えら
れた図14(c) のグルコース供給補正量Ｆ1 とグルコース
供給基準量算出装置32から与えられた図11(c) のグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とを比較し、かつ(iii) グルコース
供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつ(iv)エタ
ノール濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与え
られた図11(b) のエタノール検出濃度Ｙの時間変化 (す
なわちエタノール検出濃度時間変化Ｙ*)を求めてエタノ
ール検出濃度時間変化Ｙ* が正であって1000ppm 未満で
あるか否かを判定し、かつ(v) エタノール検出濃度時間
変化Ｙ* が負であって−1000ppm より大きいか否かを判
定し、かつ(vi)ガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた図12(b) の排ガス中の二酸化炭素濃度の
時間変化の正負を判定している。
えられた図３(b) のエタノール濃度偏差Ｙ1 の正負を判
定し、(ii)グルコース供給補正量算出装置35から与えら
れた図14(c) のグルコース供給補正量Ｆ1 とグルコース
供給基準量算出装置32から与えられた図11(c) のグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とを比較し、かつ(iii) グルコース
供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつ(iv)エタ
ノール濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与え
られた図11(b) のエタノール検出濃度Ｙの時間変化 (す
なわちエタノール検出濃度時間変化Ｙ*)を求めてエタノ
ール検出濃度時間変化Ｙ* が正であって1000ppm 未満で
あるか否かを判定し、かつ(v) エタノール検出濃度時間
変化Ｙ* が負であって−1000ppm より大きいか否かを判
定し、かつ(vi)ガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた図12(b) の排ガス中の二酸化炭素濃度の
時間変化の正負を判定している。
【０１０９】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が正であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も大きく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が正であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が正であって1000ppm より小さく、(v) 排ガス中の二
酸化炭素濃度の時間変化が正である場合、培養槽11中の
培養液Ｗの培養状態を状態１と判定し、グルコース供給
補正量時間変化推論装置34に対し所定の重み係数 (たと
えば図８に示した重み係数) をそれぞれグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ
集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,
ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に乗算して上述の動作を反復せしめ
る。
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が正であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も大きく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が正であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が正であって1000ppm より小さく、(v) 排ガス中の二
酸化炭素濃度の時間変化が正である場合、培養槽11中の
培養液Ｗの培養状態を状態１と判定し、グルコース供給
補正量時間変化推論装置34に対し所定の重み係数 (たと
えば図８に示した重み係数) をそれぞれグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ
集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,
ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に乗算して上述の動作を反復せしめ
る。
【０１１０】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が負であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も小さく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が負であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が負であって−1000ppm より大きく、かつ(v) 排ガス
中の二酸化炭素濃度の時間変化が負である場合、培養槽
11中の培養液Ｗの培養状態を状態２と判定し、グルコー
ス供給補正量時間変化推論装置34に対し所定の重み係数
(たとえば図８に示した重み係数) をそれぞれグルコー
ス供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したフ
ァジィ集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,
ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に乗算して上述の動作を反復
せしめる。
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が負であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も小さく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が負であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が負であって−1000ppm より大きく、かつ(v) 排ガス
中の二酸化炭素濃度の時間変化が負である場合、培養槽
11中の培養液Ｗの培養状態を状態２と判定し、グルコー
ス供給補正量時間変化推論装置34に対し所定の重み係数
(たとえば図８に示した重み係数) をそれぞれグルコー
ス供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したフ
ァジィ集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,
ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に乗算して上述の動作を反復
せしめる。
【０１１１】状態判定装置38は、培養槽11中の培養液Ｗ
の培養状態に関する判定結果が状態１，２でない場合
(すなわち状態Ｎである場合) 、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量時間変
化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメン
バーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,
ＰＢC に重み係数を乗じることなく上述の動作をそのま
ま反復せしめる。
の培養状態に関する判定結果が状態１，２でない場合
(すなわち状態Ｎである場合) 、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量時間変
化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメン
バーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,
ＰＢC に重み係数を乗じることなく上述の動作をそのま
ま反復せしめる。
【０１１２】培養終了
【０１１３】上述の培養動作を反復し、エタノール濃度
検出装置25によって検出され自動記録装置26を介して制
御装置30に与えられたエタノール濃度 (すなわちエタノ
ール検出濃度) Ｙが、エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 を維持するよう制御され続け、所定時間の経
過ののち第１の実施例と同様に、流加培養を終了する
(図11(b) 参照) 。
検出装置25によって検出され自動記録装置26を介して制
御装置30に与えられたエタノール濃度 (すなわちエタノ
ール検出濃度) Ｙが、エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 を維持するよう制御され続け、所定時間の経
過ののち第１の実施例と同様に、流加培養を終了する
(図11(b) 参照) 。
【０１１４】（第３の実施例の構成）
【０１１５】加えて、図２および図７を参照しつつ、本
発明にかかる酵母培養装置の第３の実施例について、そ
の構成を詳細に説明する。
発明にかかる酵母培養装置の第３の実施例について、そ
の構成を詳細に説明する。
【０１１６】第３の実施例は、制御装置30に包有された
基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース
供給補正量時間変化推論装置)34 に対し培養槽11中の培
養液の培養状態を判定する目的で状態判定装置38が付設
されかつ後述の要領で動作するよう構成されていること
を除き、第１，第２の実施例と実質的に同一の構成を有
している。それ故、ここでは、状態判定装置38の構成に
ついて具体的に説明するのみで、その他の構成に関する
説明を省略する。
基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース
供給補正量時間変化推論装置)34 に対し培養槽11中の培
養液の培養状態を判定する目的で状態判定装置38が付設
されかつ後述の要領で動作するよう構成されていること
を除き、第１，第２の実施例と実質的に同一の構成を有
している。それ故、ここでは、状態判定装置38の構成に
ついて具体的に説明するのみで、その他の構成に関する
説明を省略する。
【０１１７】状態判定装置38は、第１ないし第６の入力
端がそれぞれ減算装置33の出力端，エタノール濃度検出
装置25の出力端，ガス分析装置21の出力端，基質供給基
準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量算出装
置)32 の出力端，グルコース供給補正量時間変化推論装
置34および基質供給補正量算出装置 (ここではグルコー
ス供給補正量算出装置)35 の出力端に接続されかつ出力
端が基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化推論装置)34 の他の入力端に接
続されており、減算装置33から与えられたエタノール濃
度偏差Ｙ1 の正負を判定し、かつグルコース供給基準量
算出装置32から与えられた基質供給基準量(ここではグ
ルコース供給基準量) Ｆ0 とグルコース供給補正量算出
装置35から与えられた基質供給補正量 (ここではグルコ
ース供給補正量) Ｆ1 とを比較し、かつグルコース供給
補正量時間変化推論装置34から与えられたグルコース供
給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつエタノール
濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与えられた
エタノール検出濃度Ｙの時間変化 (すなわちエタノール
検出濃度時間変化Ｙ*)を求めて所定範囲に属するか否か
を判定し、かつガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた二酸化炭素濃度の時間変化を求めて正負
を判定し、培養槽11中の培養液Ｗの培養状態の判定結果
(図16ないし図19では単に“状態”と示している) に応
じてグルコース供給補正量時間変化推論装置34に対し基
質供給補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量
時間変化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合
Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳ
C,ＰＭC,ＰＢC を表５もしくは表７に示したごとく平行
移動させかつ平行移動させたメンバーシップ関数ＮＢC,
ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に所定の重み係
数 (たとえば図８に示したごとき重み係数) を乗算して
利用せしめ、あるいはグルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 *に関する図３(c)に示したファジィ集合Ｃのメンバー
シップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢ
C をそのまま (すなわち平行移動ならびに重み係数の乗
算を施すことなく) 利用せしめる。
端がそれぞれ減算装置33の出力端，エタノール濃度検出
装置25の出力端，ガス分析装置21の出力端，基質供給基
準量算出装置 (ここではグルコース供給基準量算出装
置)32 の出力端，グルコース供給補正量時間変化推論装
置34および基質供給補正量算出装置 (ここではグルコー
ス供給補正量算出装置)35 の出力端に接続されかつ出力
端が基質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコ
ース供給補正量時間変化推論装置)34 の他の入力端に接
続されており、減算装置33から与えられたエタノール濃
度偏差Ｙ1 の正負を判定し、かつグルコース供給基準量
算出装置32から与えられた基質供給基準量(ここではグ
ルコース供給基準量) Ｆ0 とグルコース供給補正量算出
装置35から与えられた基質供給補正量 (ここではグルコ
ース供給補正量) Ｆ1 とを比較し、かつグルコース供給
補正量時間変化推論装置34から与えられたグルコース供
給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつエタノール
濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与えられた
エタノール検出濃度Ｙの時間変化 (すなわちエタノール
検出濃度時間変化Ｙ*)を求めて所定範囲に属するか否か
を判定し、かつガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた二酸化炭素濃度の時間変化を求めて正負
を判定し、培養槽11中の培養液Ｗの培養状態の判定結果
(図16ないし図19では単に“状態”と示している) に応
じてグルコース供給補正量時間変化推論装置34に対し基
質供給補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量
時間変化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合
Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳ
C,ＰＭC,ＰＢC を表５もしくは表７に示したごとく平行
移動させかつ平行移動させたメンバーシップ関数ＮＢC,
ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC に所定の重み係
数 (たとえば図８に示したごとき重み係数) を乗算して
利用せしめ、あるいはグルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 *に関する図３(c)に示したファジィ集合Ｃのメンバー
シップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢ
C をそのまま (すなわち平行移動ならびに重み係数の乗
算を施すことなく) 利用せしめる。
【０１１８】（第３の実施例の作用）
【０１１９】次いで、図２，図３，図７ないし図10およ
び図15ないし図19を参照しつつ、本発明にかかる酵母培
養装置の第３の実施例について、その作用を詳細に説明
する。
び図15ないし図19を参照しつつ、本発明にかかる酵母培
養装置の第３の実施例について、その作用を詳細に説明
する。
【０１２０】初期培養
【０１２１】制御装置30は、流加培養の開始に先立ち、
第１，第２の実施例と同様に、初期培養を所定時間だけ
実行する。
第１，第２の実施例と同様に、初期培養を所定時間だけ
実行する。
【０１２２】初期培養が終了すると、第１，第２の実施
例と同様に、流加培養が開始される。
例と同様に、流加培養が開始される。
【０１２３】グルコース供給基準量Ｆ 0 の算出
【０１２４】制御装置30に包有されたエタノール濃度設
定装置31には、第１，第２の実施例と同様に、所望のエ
タノール濃度 (すなわちエタノール濃度目標値；具体的
には7000ppm)Ｙ0 が設定される (図16(b) 参照) 。エタ
ノール濃度設定装置31に設定されたエタノール濃度目標
値 (すなわちエタノール設定濃度) Ｙ0 は、第１，第２
の実施例と同様に、グルコース供給基準量算出装置32に
与えられる。
定装置31には、第１，第２の実施例と同様に、所望のエ
タノール濃度 (すなわちエタノール濃度目標値；具体的
には7000ppm)Ｙ0 が設定される (図16(b) 参照) 。エタ
ノール濃度設定装置31に設定されたエタノール濃度目標
値 (すなわちエタノール設定濃度) Ｙ0 は、第１，第２
の実施例と同様に、グルコース供給基準量算出装置32に
与えられる。
【０１２５】グルコース供給基準量算出装置32は、エタ
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、第１，第２の実施例と同様に、式１によ
り適宜にグルコース供給基準量Ｆ0 を算出して出力する
(図16(c) 参照) 。
ノール濃度設定装置31から与えられたエタノール設定濃
度Ｙ0 に応じ、第１，第２の実施例と同様に、式１によ
り適宜にグルコース供給基準量Ｆ0 を算出して出力する
(図16(c) 参照) 。
【０１２６】グルコース供給補正量時間変化Ｆ 1 * の推論
【０１２７】エタノール濃度検出装置25によって検出さ
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (“エタノール検出濃度”という) Ｙが減算
装置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度
設定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 から
エタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ
1 を出力し、グルコース供給補正量時間変化推論装置34
に与える (図16(b) および図18(b) 参照) 。
れ自動記録装置26を介して制御装置30に与えられたエタ
ノール濃度 (“エタノール検出濃度”という) Ｙが減算
装置33に与えられると、減算装置33は、エタノール濃度
設定装置31から与えられたエタノール設定濃度Ｙ0 から
エタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃度偏差Ｙ
1 を出力し、グルコース供給補正量時間変化推論装置34
に与える (図16(b) および図18(b) 参照) 。
【０１２８】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める (図18(c) 参照) 。
は、減算装置33からエタノール濃度偏差Ｙ1 が与えられ
ると、内部で、その時間変化 (すなわちエタノール濃度
偏差時間変化) Ｙ1 *を求める (図18(c) 参照) 。
【０１２９】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表３のファジィ規則ｇ11
〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める (図19(b) 参照) 。
は、次いで、エタノール濃度偏差Ｙ1 とエタノール濃度
偏差時間変化Ｙ1 *を前件部としかつグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *を後件部とした表３のファジィ規則ｇ11
〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に基づき、エタノール濃度偏差
Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *に応じてフ
ァジィ推論によりグルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *を
求める (図19(b) 参照) 。
【０１３０】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が1200ppm でかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ
1 *が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に
関する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシッ
プ関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢAの
適合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間
変化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメ
ンバーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭ
B,ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図９(a)
(b)および表４のごとく求める。
におけるファジィ推論は、たとえば、エタノール濃度偏
差Ｙ1 が1200ppm でかつエタノール濃度偏差時間変化Ｙ
1 *が1000ppm/時であるとき、エタノール濃度偏差Ｙ1 に
関する図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシッ
プ関数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢAの
適合度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間
変化Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメ
ンバーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭ
B,ＰＢB の適合度 (すなわちグレード) とを、図９(a)
(b)および表４のごとく求める。
【０１３１】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、そののち、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表４に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
は、そののち、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ
77のそれぞれについて、エタノール濃度偏差Ｙ1 に関す
る図３(a) に示したファジィ集合Ａのメンバーシップ関
数ＮＢA,ＮＭA,ＮＳA,ＺＲA,ＰＳA,ＰＭA,ＰＢA の適合
度 (すなわちグレード) とエタノール濃度偏差時間変化
Ｙ1 *に関する図３(b) に示したファジィ集合Ｂのメンバ
ーシップ関数ＮＢB,ＮＭB,ＮＳB,ＺＲB,ＰＳB,ＰＭB,Ｐ
ＢB の適合度 (すなわちグレード) とを比較し、そのう
ちの小さいものを表４に示したごとくグルコース供給補
正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC の適合度 (すなわちグレード) とす
る。
【０１３２】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、更に、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)；・・・;ｇ71〜ｇ77に関し、グルコース供給補正量時
間変化Ｆ1 *に関する図３(c)に示したファジィ集合Ｃの
各メンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,
ＰＭC,ＰＢC を、それぞれ、表４に示した適合度 (すな
わちグレード) の位置で切断した梯形状のメンバーシッ
プ関数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75に変形
する (図９(c) 参照) 。ちなみに、適合度 (すなわちグ
レード) が0.0である場合については、図９(c) に図示
されていない。
は、更に、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・・;ｇ71〜ｇ77に
関し、グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３
(c)；・・・;ｇ71〜ｇ77に関し、グルコース供給補正量時
間変化Ｆ1 *に関する図３(c)に示したファジィ集合Ｃの
各メンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,
ＰＭC,ＰＢC を、それぞれ、表４に示した適合度 (すな
わちグレード) の位置で切断した梯形状のメンバーシッ
プ関数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75に変形
する (図９(c) 参照) 。ちなみに、適合度 (すなわちグ
レード) が0.0である場合については、図９(c) に図示
されていない。
【０１３３】グルコース供給補正量時間変化推論装置34
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75で包囲され
たハッチング領域について図９(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0034ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここで、グルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図10に実施例３と
して示したごとき相関関係がある。
は、上述によって作成された梯形状のメンバーシップ関
数ＰＳC *64, ＰＭC *65，ＰＭC *74, ＰＭC *75で包囲され
たハッチング領域について図９(c) で示したごとく重心
を算出し、その横座標0.0034ppm をグルコース供給補正
量時間変化Ｆ1 *と推論し、グルコース供給補正量算出装
置35に向けて出力する。ここで、グルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *とエタノール濃度偏差Ｙ1 およびエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *との間には、図10に実施例３と
して示したごとき相関関係がある。
【０１３４】グルコース供給補正量Ｆ 1 の算出
【０１３５】グルコース供給補正量算出装置35は、グル
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられた現
時刻グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 * から第１，第２
の実施例と同様に、次時刻のグルコース供給補正量Ｆ1
を算出する (図19(b)(c)参照) 。
コース供給補正量時間変化推論装置34から与えられた現
時刻グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 * から第１，第２
の実施例と同様に、次時刻のグルコース供給補正量Ｆ1
を算出する (図19(b)(c)参照) 。
【０１３６】グルコース供給補正量算出装置35によって
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、第１，第２の実
施例と同様に、グルコース供給量Ｆとして溶液供給制御
信号発生装置37に向けて出力される (図16(c) 参照)。
求められたグルコース供給補正量Ｆ1 は、加算装置36に
よってグルコース供給基準量算出装置32から与えられた
グルコース供給基準量Ｆ0 に加算され、第１，第２の実
施例と同様に、グルコース供給量Ｆとして溶液供給制御
信号発生装置37に向けて出力される (図16(c) 参照)。
【０１３７】溶液供給制御信号Ｓ G ,Ｓ N の発生
【０１３８】溶液供給制御信号発生装置37は、グルコー
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、第１，第２
の実施例と同様に、グルコース供給制御信号ＳG および
水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN を発生し、そ
れぞれ基質溶液供給ポンプ15の制御端および水酸化アン
モニウム溶液供給ポンプ16の制御端に与える。ちなみ
に、水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN は、水酸
化アンモニウム溶液供給ポンプ16によって培養槽11に供
給される水酸化アンモニウム溶液中の“Ｎ”が重量比で
基質溶液供給ポンプ15によって培養槽11に供給される基
質溶液中の“Ｃ”の１／20となるよう決定されている。
ス供給量Ｆが加算装置36から与えられると、第１，第２
の実施例と同様に、グルコース供給制御信号ＳG および
水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN を発生し、そ
れぞれ基質溶液供給ポンプ15の制御端および水酸化アン
モニウム溶液供給ポンプ16の制御端に与える。ちなみ
に、水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN は、水酸
化アンモニウム溶液供給ポンプ16によって培養槽11に供
給される水酸化アンモニウム溶液中の“Ｎ”が重量比で
基質溶液供給ポンプ15によって培養槽11に供給される基
質溶液中の“Ｃ”の１／20となるよう決定されている。
【０１３９】溶液供給制御信号発生装置37は、加算装置
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
36から与えられたグルコース供給量Ｆが上限値Ｆmax を
超えないようにするリミッタ装置（図示せず）を内蔵し
ている。これにより、培養槽11に対し基質溶液が過度に
供給されることを防止できる。
【０１４０】基質溶液および水酸化アンモニウム溶液の
供給
供給
【０１４１】基質溶液供給ポンプ15および水酸化アンモ
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御装置30に含まれた溶液
供給制御信号発生装置37からグルコース供給制御信号Ｓ
G および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN が与
えられると、それぞれ動作せしめられ、第１，第２の実
施例と同様に、基質溶液保持タンク15A および水酸化ア
ンモニウム溶液保持タンク16A からグルコースを含む基
質溶液および水酸化アンモニウム溶液を培養槽11に向け
て供給する。
ニウム溶液供給ポンプ16は、制御装置30に含まれた溶液
供給制御信号発生装置37からグルコース供給制御信号Ｓ
G および水酸化アンモニウム溶液供給制御信号ＳN が与
えられると、それぞれ動作せしめられ、第１，第２の実
施例と同様に、基質溶液保持タンク15A および水酸化ア
ンモニウム溶液保持タンク16A からグルコースを含む基
質溶液および水酸化アンモニウム溶液を培養槽11に向け
て供給する。
【０１４２】培養状態の判定
【０１４３】上述によって酵母菌の培養が所定時間 (た
とえば15分間) だけ実行されたのち、培養槽11中の培養
液Ｗの培養状態 (図15ないし図19では単に“状態”と示
されている) が、グルコース供給補正量時間変化推論装
置34に付設された状態判定装置38によって判定される。
とえば15分間) だけ実行されたのち、培養槽11中の培養
液Ｗの培養状態 (図15ないし図19では単に“状態”と示
されている) が、グルコース供給補正量時間変化推論装
置34に付設された状態判定装置38によって判定される。
【０１４４】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられた図18(b) のエタノール濃度偏差Ｙ1 の正負を判
定し、(ii)グルコース供給補正量算出装置35から与えら
れた図19(c) のグルコース供給補正量Ｆ1 とグルコース
供給基準量算出装置32から与えられた図16(c) のグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とを比較し、かつ(iii) グルコース
供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつ(iv)エタ
ノール濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与え
られた図16(b) のエタノール検出濃度Ｙの時間変化 (す
なわちエタノール検出濃度時間変化Ｙ*)を求めてエタノ
ール検出濃度時間変化Ｙ* が正であって1000ppm 未満で
あるか否かを判定し、かつ(v) エタノール検出濃度時間
変化Ｙ* が負であって−1000ppm より大きいか否かを判
定し、かつ(vi)ガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた図17(b) の排ガス中の二酸化炭素濃度の
時間変化の正負を判定している。
えられた図18(b) のエタノール濃度偏差Ｙ1 の正負を判
定し、(ii)グルコース供給補正量算出装置35から与えら
れた図19(c) のグルコース供給補正量Ｆ1 とグルコース
供給基準量算出装置32から与えられた図16(c) のグルコ
ース供給基準量Ｆ0 とを比較し、かつ(iii) グルコース
供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正負を判定し、かつ(iv)エタ
ノール濃度検出装置25から自動記録装置26を介して与え
られた図16(b) のエタノール検出濃度Ｙの時間変化 (す
なわちエタノール検出濃度時間変化Ｙ*)を求めてエタノ
ール検出濃度時間変化Ｙ* が正であって1000ppm 未満で
あるか否かを判定し、かつ(v) エタノール検出濃度時間
変化Ｙ* が負であって−1000ppm より大きいか否かを判
定し、かつ(vi)ガス分析装置21から自動記録装置26を介
して与えられた図17(b) の排ガス中の二酸化炭素濃度の
時間変化の正負を判定している。
【０１４５】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が正であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も大きく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が正であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が正であって1000ppm より小さく、(v) 排ガス中の二
酸化炭素濃度の時間変化が正である場合、培養槽11中の
培養液Ｗの培養状態を状態１と判定し、グルコース供給
補正量時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃ
のメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,
ＰＭC,ＰＢC を表５に示したごとく１つずつ平行移動せ
しめかつ平行移動せしめたメンバーシップ関数ＮＢC,Ｎ
ＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC にそれぞれ所定の
重み係数 (たとえば図８に示した重み係数) を乗算して
上述の動作を反復せしめる。このとき、表４は、表６の
ごとく変形される。ここでは、エタノール濃度偏差Ｙ1
およびエタノール濃度偏差時間偏差Ｙ1 *がそれぞれ1200
ppm および1000ppm/時とされているので、表６は、表４
と同一であり、図９(a) 〜(c) を参照すればよい。ちな
みに、表５および表６では、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；
・・・;ｇ71〜ｇ77が、混乱を避ける目的で、ファジィ規則
ｈ11〜ｈ17；・・・;ｈ71〜ｈ77と示されている。
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が正であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も大きく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が正であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が正であって1000ppm より小さく、(v) 排ガス中の二
酸化炭素濃度の時間変化が正である場合、培養槽11中の
培養液Ｗの培養状態を状態１と判定し、グルコース供給
補正量時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量
時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃ
のメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,
ＰＭC,ＰＢC を表５に示したごとく１つずつ平行移動せ
しめかつ平行移動せしめたメンバーシップ関数ＮＢC,Ｎ
ＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC にそれぞれ所定の
重み係数 (たとえば図８に示した重み係数) を乗算して
上述の動作を反復せしめる。このとき、表４は、表６の
ごとく変形される。ここでは、エタノール濃度偏差Ｙ1
およびエタノール濃度偏差時間偏差Ｙ1 *がそれぞれ1200
ppm および1000ppm/時とされているので、表６は、表４
と同一であり、図９(a) 〜(c) を参照すればよい。ちな
みに、表５および表６では、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；
・・・;ｇ71〜ｇ77が、混乱を避ける目的で、ファジィ規則
ｈ11〜ｈ17；・・・;ｈ71〜ｈ77と示されている。
【０１４６】
【表５】
【０１４７】
【表６】 (註) 数値は、適合度を示している。
【０１４８】状態判定装置38は、(i) 減算装置33から与
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が負であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も小さく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が負であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が負であって−1000ppm より大きく、かつ(v) 排ガス
中の二酸化炭素濃度の時間変化が負である場合、培養槽
11中の培養液Ｗの培養状態を状態２と判定し、グルコー
ス供給補正量時間変化推論装置34に対しグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ
集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,
ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を表７に示したごとく１つずつ平行
移動せしめかつ平行移動せしめたメンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC にそれぞれ
所定の重み係数 (たとえば図８に示した重み係数) を乗
算して上述の動作を反復せしめる。このとき、表４は、
表８のごとく変形される。ここでは、エタノール濃度偏
差Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間偏差Ｙ1 *がそれぞ
れ1200ppm および3000ppm/時とされているので、図９
(a) 〜(c) に代え、図15(a) 〜(c) を参照すればよい。
グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *は、上述から明らか
なように、0.00725 リットル／時と求められる。ちなみ
に、表７および表８では、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・
・;ｇ71〜ｇ77が、混乱を避ける目的で、ファジィ規則ｋ
11〜ｋ17；・・・;ｋ71〜ｋ77と示されている。
えられたエタノール濃度偏差Ｙ1 が負であり、(ii)グル
コース供給補正量Ｆ1 がグルコース供給基準量Ｆ0 より
も小さく、かつ(iii) グルコース供給補正量時間変化Ｆ
1 * が負であり、かつ(iv)エタノール検出濃度時間変化Ｙ
* が負であって−1000ppm より大きく、かつ(v) 排ガス
中の二酸化炭素濃度の時間変化が負である場合、培養槽
11中の培養液Ｗの培養状態を状態２と判定し、グルコー
ス供給補正量時間変化推論装置34に対しグルコース供給
補正量時間変化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ
集合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,
ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC を表７に示したごとく１つずつ平行
移動せしめかつ平行移動せしめたメンバーシップ関数Ｎ
ＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,ＰＢC にそれぞれ
所定の重み係数 (たとえば図８に示した重み係数) を乗
算して上述の動作を反復せしめる。このとき、表４は、
表８のごとく変形される。ここでは、エタノール濃度偏
差Ｙ1 およびエタノール濃度偏差時間偏差Ｙ1 *がそれぞ
れ1200ppm および3000ppm/時とされているので、図９
(a) 〜(c) に代え、図15(a) 〜(c) を参照すればよい。
グルコース供給補正量時間変化Ｆ1 *は、上述から明らか
なように、0.00725 リットル／時と求められる。ちなみ
に、表７および表８では、ファジィ規則ｇ11〜ｇ17；・・
・;ｇ71〜ｇ77が、混乱を避ける目的で、ファジィ規則ｋ
11〜ｋ17；・・・;ｋ71〜ｋ77と示されている。
【０１４９】
【表７】
【０１５０】
【表８】 (註) 数値は、適合度を示している。
【０１５１】状態判定装置38は、培養槽11中の培養液Ｗ
の培養状態に関する判定結果が状態１，２でない場合
(すなわち状態Ｎである場合) 、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量時間変
化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメン
バーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,
ＰＢC に平行移動ならびに重み係数の乗算することなく
上述の動作をそのまま反復せしめる。
の培養状態に関する判定結果が状態１，２でない場合
(すなわち状態Ｎである場合) 、グルコース供給補正量
時間変化推論装置34に対しグルコース供給補正量時間変
化Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメン
バーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭC,
ＰＢC に平行移動ならびに重み係数の乗算することなく
上述の動作をそのまま反復せしめる。
【０１５２】培養終了
【０１５３】上述の培養動作を反復し、エタノール濃度
検出装置25によって検出され自動記録装置26を介して制
御装置30に与えられたエタノール濃度 (すなわちエタノ
ール検出濃度) Ｙが、エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 を維持するよう制御され続け、所定時間の経
過ののち第１，第２の実施例と同様に、流加培養を終了
する (図16(b) 参照)。
検出装置25によって検出され自動記録装置26を介して制
御装置30に与えられたエタノール濃度 (すなわちエタノ
ール検出濃度) Ｙが、エタノール濃度設定装置31に設定
されたエタノール濃度目標値(すなわちエタノール設定
濃度) Ｙ0 を維持するよう制御され続け、所定時間の経
過ののち第１，第２の実施例と同様に、流加培養を終了
する (図16(b) 参照)。
【０１５４】(変形例)
【０１５５】なお、上述では、状態判定装置38が培養槽
11中の培養液Ｗの培養状態を判定し判定結果に応じて基
質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース供
給補正量時間変化推論装置)34 に対し、(i) 基質供給補
正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量時間変
化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数を乗算せしめ、もしくは(ii)
基質供給補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正
量時間変化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC を平行移動しかつ平行移動したそのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数を乗算せしめる場合について
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、状態判定装置が培養槽中の培養液の培養状態を判定
した結果に応じて基質供給補正量時間変化推論装置 (こ
こではグルコース供給補正量時間変化推論装置) に対し
上述の(i)(ii) の処理を選択して実行せしめる場合も、
包摂している。
11中の培養液Ｗの培養状態を判定し判定結果に応じて基
質供給補正量時間変化推論装置 (ここではグルコース供
給補正量時間変化推論装置)34 に対し、(i) 基質供給補
正量時間変化 (ここではグルコース供給補正量時間変
化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集合Ｃのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数を乗算せしめ、もしくは(ii)
基質供給補正量時間変化 (ここではグルコース供給補正
量時間変化) Ｆ1 *に関する図３(c) に示したファジィ集
合Ｃのメンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,Ｐ
ＳC,ＰＭC,ＰＢC を平行移動しかつ平行移動したそのメ
ンバーシップ関数ＮＢC,ＮＭC,ＮＳC,ＺＲC,ＰＳC,ＰＭ
C,ＰＢC に所定の重み係数を乗算せしめる場合について
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、状態判定装置が培養槽中の培養液の培養状態を判定
した結果に応じて基質供給補正量時間変化推論装置 (こ
こではグルコース供給補正量時間変化推論装置) に対し
上述の(i)(ii) の処理を選択して実行せしめる場合も、
包摂している。
【０１５６】また、上述では、前件部に含まれたファジ
ィ集合のうちメンバーシップ関数の適合度が小さいもの
を選択し、選択されたファジィ集合のメンバーシップ関
数の適合度で後件部のファジィ集合のメンバーシップ関
数を梯形状に切断するファジィ推論を採用しているが、
本発明は、これに限定されるものではなく、前件部のフ
ァジィ集合のメンバーシップ関数の適合度を互いに乗算
した結果を後件部のファジィ集合のメンバーシップ関数
に乗算するファジィ推論などの周知のファジィ推論を採
用してもよい。
ィ集合のうちメンバーシップ関数の適合度が小さいもの
を選択し、選択されたファジィ集合のメンバーシップ関
数の適合度で後件部のファジィ集合のメンバーシップ関
数を梯形状に切断するファジィ推論を採用しているが、
本発明は、これに限定されるものではなく、前件部のフ
ァジィ集合のメンバーシップ関数の適合度を互いに乗算
した結果を後件部のファジィ集合のメンバーシップ関数
に乗算するファジィ推論などの周知のファジィ推論を採
用してもよい。
【０１５７】更に、上述では、ファジィ集合が７つのメ
ンバーシップ関数を含む場合を例示しているが、本発明
は、これに限定されるものではなく、ファジィ集合が３
つのメンバーシップ関数もしくは５つのメンバーシップ
関数などの所望数のメンバーシップ関数を含む場合を、
包摂している。
ンバーシップ関数を含む場合を例示しているが、本発明
は、これに限定されるものではなく、ファジィ集合が３
つのメンバーシップ関数もしくは５つのメンバーシップ
関数などの所望数のメンバーシップ関数を含む場合を、
包摂している。
【０１５８】
【発明の効果】上述より明らかなように、本発明にかか
る第１の酵母培養装置は、［問題点の解決手段］の欄に
第１の解決手段として明示したごとく構成されているの
で、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の偏差に基づく基質供給基準量の修正を適切化できる効
果を有し、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを抑制できる効果を有し、また (iii) エタノール副生率を制御できる効果を有する。
る第１の酵母培養装置は、［問題点の解決手段］の欄に
第１の解決手段として明示したごとく構成されているの
で、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の偏差に基づく基質供給基準量の修正を適切化できる効
果を有し、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを抑制できる効果を有し、また (iii) エタノール副生率を制御できる効果を有する。
【０１５９】また、本発明にかかる第２の酵母培養装置
は、［問題点の解決手段］の欄に第２の解決手段として
明示したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の初期偏差が大きい場合にあっても基質供給基準量の修
正を適切化できる効果を有し、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを一層抑制できる効果を有し、また (iii) エタノール副生率を一層制御できる効果を有す
る。
は、［問題点の解決手段］の欄に第２の解決手段として
明示したごとく構成されているので、 (i) エタノール設定濃度とエタノール検出濃度との間
の初期偏差が大きい場合にあっても基質供給基準量の修
正を適切化できる効果を有し、ひいては (ii) エタノール検出濃度がエタノール設定濃度から極
端に乖離することを一層抑制できる効果を有し、また (iii) エタノール副生率を一層制御できる効果を有す
る。
【図１】本発明にかかる酵母培養装置の第１の実施例を
示すためのブロック回路図である。
示すためのブロック回路図である。
【図２】図１に示した第１の実施例および図７に示した
第２，第３の実施例の全体を共通に示すための構成図で
ある。
第２，第３の実施例の全体を共通に示すための構成図で
ある。
【図３】図１に示した第１の実施例および図７に示した
第２，第３の実施例の動作を説明するためのグラフであ
る。
第２，第３の実施例の動作を説明するためのグラフであ
る。
【図４】図１に示した第１の実施例の動作を説明するた
めのグラフである。
めのグラフである。
【図５】図１に示した第１の実施例の動作を説明するた
めのグラフである。
めのグラフである。
【図６】図１に示した第１の実施例の動作を説明するた
めのグラフである。
めのグラフである。
【図７】本発明にかかる酵母培養装置の第２，第３の実
施例を共通に示すためのブロック回路図である。
施例を共通に示すためのブロック回路図である。
【図８】図７に示した第２，第３の実施例の動作を説明
するためのグラフである。
するためのグラフである。
【図９】図７に示した第２，第３の実施例の動作を説明
するためのグラフである。
するためのグラフである。
【図１０】図１に示した第１の実施例および図７に示し
た第２，第３の実施例の動作を説明するためのグラフで
ある。
た第２，第３の実施例の動作を説明するためのグラフで
ある。
【図１１】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１２】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１３】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１４】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１５】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１６】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１７】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１８】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図１９】図７に示した第３の実施例の動作を説明する
ためのグラフである。
ためのグラフである。
【図２０】従来例の動作を説明するためのグラフであ
る。
る。
【図２１】図20に示した従来例の動作を説明するための
グラフである。
グラフである。
【符号の説明】10・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 酵母培養装置 11・・・・・・・・・・・・・・・・培養槽 12・・・・・・・・・・・・・・・・空気供給ポンプ 12A ・・・・・・・・・・・・空気案内管 12B ・・・・・・・・・・・・空気流量計 13・・・・・・・・・・・・・・・・排ガス案内装置 14・・・・・・・・・・・・・・・・冷媒供給ポンプ 14A ・・・・・・・・・・・・冷媒保持タンク 14B ・・・・・・・・・・・・冷媒供給管 15・・・・・・・・・・・・・・・・基質溶液供給ポンプ 15A ・・・・・・・・・・・・基質溶液保持タンク 15B ・・・・・・・・・・・・基質溶液供給管 16・・・・・・・・・・・・・・・・水酸化アンモニウム溶液供給ポンプ 16A ・・・・・・・・・・・・水酸化アンモニウム溶液保持タンク 16B ・・・・・・・・・・・・水酸化アンモニウム溶液供給管 17・・・・・・・・・・・・・・・・攪拌装置 17A ・・・・・・・・・・・・攪拌羽根 17B ・・・・・・・・・・・・モータ 21・・・・・・・・・・・・・・・・ガス分析装置 22・・・・・・・・・・・・・・・・温度検出装置 22A ・・・・・・・・・・・・検出端子 23・・・・・・・・・・・・・・・・ｐＨ検出装置 23A ・・・・・・・・・・・・検出端子 24・・・・・・・・・・・・・・・・酸素濃度検出装置 24A ・・・・・・・・・・・・検出端子 25・・・・・・・・・・・・・・・・エタノール濃度検出装置 25A ・・・・・・・・・・・・検出端子 26・・・・・・・・・・・・・・・・自動記録装置30・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 制御装置 31・・・・・・・・・・・・・・・・エタノール濃度設定装置 32・・・・・・・・・・・・・・・・グルコース供給基準量算出装置 33・・・・・・・・・・・・・・・・減算装置 34・・・・・・・・・・・・・・・・グルコース供給補正量時間変化推論
装置 35・・・・・・・・・・・・・・・・グルコース供給供給補正量算出装置 36・・・・・・・・・・・・・・・・加算装置 37・・・・・・・・・・・・・・・・溶液供給制御信号発生装置 38・・・・・・・・・・・・・・・・状態判定装置
装置 35・・・・・・・・・・・・・・・・グルコース供給供給補正量算出装置 36・・・・・・・・・・・・・・・・加算装置 37・・・・・・・・・・・・・・・・溶液供給制御信号発生装置 38・・・・・・・・・・・・・・・・状態判定装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−103169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−124676（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91979（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】基質溶液供給手段によって基質溶液を供給
しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめてなる半
回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられたエタノ
ール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ0 を算出す
るための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し、基質溶液供給手段の制
御端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)とを
備えてなることを特徴とする酵母培養装置。 - 【請求項２】基質溶液供給手段によって基質溶液を供給
しつつ培養槽の培養液中で酵母菌を培養せしめてなる半
回分式の酵母培養装置において、 (a) 培養槽中で副生されるエタノールの濃度の目標値Ｙ
0 を設定してエ タノール設定濃度Ｙ 0 として出力するた
めのエタノール濃度設定装置(31)と、 (b) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 に応じて基質供給基準量Ｆ
0 を算出するための基質供給基準量算出装置(32)と、 (c) エタノール濃度設定装置(31)から与えられた設定さ
れたエタノール設定濃度Ｙ0 からエタノール濃度検出装
置(25)によって培養槽中のエタ ノールの濃度を検出して
得られたエタノール検出濃度Ｙを減算してエタノール濃
度偏差Ｙ1 を求めるための減算装置(33)と、 (d) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 からエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *を求め、エ
タノール濃度偏差Ｙ1 に関するファジィ集合とエタノー
ル濃度偏差時間変化Ｙ1 *に関するファジィ集合と基質供
給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合との間で成
立するファジィ規則に基づき、エタノール濃度偏差Ｙ1
とエタノール濃度偏差時間変化Ｙ1 *とに応じ、ファジィ
推論によって基質供給補正量時間変化Ｆ1 *を求めるため
の基質供給補正量時間変化推論装置(34)と、 (e) 基質供給補正量時間変化推論装置(34)によって求め
られた基質供給補正量時間変化Ｆ1 * から基質供給補正量
Ｆ1 を求めるための基質供給補正量算出装置(35)と、 (f) 基質供給基準量算出装置(32)によって求められた基
質供給基準量Ｆ0 と基質供給補正量算出装置(35)によっ
て求められた基質供給補正量Ｆ1 とを互いに加算して基
質供給量Ｆを求めるための加算装置(36)と、 (g) 加算装置(36)によって求められた基質供給量Ｆに応
じて溶液供給制御信号を発生し基質溶液供給手段の制御
端に与えるための溶液供給制御信号発生装置(37)と、 (h) 減算装置(33)によって求められたエタノール濃度偏
差Ｙ1 の正負を判定し、かつ基質供給基準量算出装置(3
2)によって求められた基質供給基準量Ｆ0 と基質供給補
正量算出装置(35)によって求められた基質供給補正量Ｆ
1 とを比較し、かつ基質供給補正量時間変化推論装置(3
4)によって求められた基質供給補正量時間変化Ｆ 1 * の正
負を判定し、かつエタノール濃度検出装置(25)によって
検出されたエタノール検出濃度Ｙの時間変化を求めて所
定範囲に属するか否かを判定し、かつガス分析装置(2 1)
によって検出された培養槽からの排ガス中の二酸化炭素
濃度の時間変化を求めて正負を判定することにより、培
養槽中の培養液の培養状態を判定し、培養状態の判定結
果に応じて供給供給補正量時間変化推論装置(34)で利用
されている基質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジ
ィ集合のメンバーシップ関数に所定の重み係数を乗算せ
しめ、および／または、培養状態の判定結果に応じて基
質供給補正量時間変化推論装置(34)で利用されている基
質供給補正量時間変化Ｆ1 *に関するファジィ集合のメン
バーシップ関数を平行移動しかつ平行移動したメンバー
シップ関数に所定の重み係数を乗算せしめるための状態
判定装置(38)とを備えてなることを特徴とする酵母培養
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34206591A JPH0779679B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 酵母培養装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34206591A JPH0779679B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 酵母培養装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05153963A JPH05153963A (ja) | 1993-06-22 |
| JPH0779679B2 true JPH0779679B2 (ja) | 1995-08-30 |
Family
ID=18350889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34206591A Expired - Fee Related JPH0779679B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 酵母培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779679B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP34206591A patent/JPH0779679B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05153963A (ja) | 1993-06-22 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |