采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统的制作方法

1.本发明属于智慧工业技术领域，具体的，涉及一种采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统。


背景技术：

2.呕吐毒素是由于它可以引起猪的呕吐而得名，由于其对传统畜牧业以及人类生产生活产生了非常严重的危害，因此自上个世纪呕吐毒素被发现以来，科学工作者便不断地研究该类毒素的预防和解毒、去毒方法。迄今为止已知的去除饲料原料中呕吐毒素的方法包括物理、化学和生物学法。物理、化学脱毒方法，在实际应用中对于目前饲料业、养殖业而言均不适用。因其操作困难，且大批量的饲料及原料用此类方法无法进行，而且经化学脱毒处理后往往会降低饲料的营养品质和适口性，目前还没有切实有效的防止饲料霉菌毒素污染的方法。微生物或生物酶因其反应的准确性、有效性和环保性而成为人们关注的热点。
3.其中枯草芽孢杆菌对于呕吐毒素的分解具有良好的效果，是目前常用的一种生物除呕吐毒素手段，在通过枯草芽孢杆菌对饲料中的呕吐毒素进行分解的过程中，不同的条件变化都会对最终的降解效率造成影响，在降解过程出现异常时工作人员不能及时发现，导致整个降解流程拉长，不利于降解效率的提升，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，解决现有技术中对饲料中的呕吐毒素进行降解的过程中，工作人员不能及时发现异常降解情况，可能导致降解流程拉长，不利于降解效率的提升的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，包括：
7.降解反应罐，用于提供降解反应原料中呕吐毒素的场所；
8.温度检测单元，用于对降解反应罐中的反应温度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
9.ph检测单元，用于对降解反应罐中的ph值进行测定，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
10.生物检测单元，用于对反应原料中的呕吐毒素浓度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
11.控制器，用于根据降解反应罐对应的实时的标定数据组与数据存储单元中存储的历史标定数据组对对应降解反应罐在未来一段时间内的降解效率进行预测，并根据预测的降解效率与实际的降解效率对异常的降解过程进行识别；
12.报警单元，用于发出报警信息，提示工作人员对应降解反应罐内的降解过程存在异常。
13.作为本发明的进一步方案，所述控制器对降解反应罐内的降解效率进行预测的方法包括如下步骤：
14.s1、在降解反应罐中加入反应原料以及预设比例的枯草芽孢杆菌菌剂，然后调节降解反应罐中的温度与ph值至预设范围；
15.在进料过程中，通过生物检测单元采集获取反应原料的平均呕吐毒素浓度；
16.在反应过程中，通过温度检测单元对反应温度进行检测，通过ph检测单元对降解反应罐内的反应ph进行检测；
17.s2、对于一个降解反应罐，每隔预设时间t1通过生物检测单元采集获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度，将得到的呕吐毒素浓度依次标记为r1、r2、
…
、rn，n为所采集呕吐毒素浓度数据的数量，r1为降解开始时，降解反应罐内物料的呕吐毒素浓度；
18.将两次采集获取呕吐毒素浓度之间的时长为t1的时段标记为降解子时段；
19.控制器根据一个降解子时段开始时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度ri以及降解子时段结束时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度r(i+1)计算得到这一降解子时段内呕吐毒素的降解效率xi，具体的，xi＝[r(i+1)-ri]/t1，其中1≤i≤n-1；
[0020]
获取各降解子时段对应的平均ph值a以及平均反应温度t；
[0021]
将一个降解时段对应的初始呕吐毒素浓度rc、降解效率xi、初始ph值a以及初始反应温度t作为一个标定数据组；
[0022]
获取各降解反应罐对应的各降解子时段的标定数据组；
[0023]
s4、在一个降解反应罐正在进行降解反应时，按照每隔预设时间t1采集一次的方式获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度；
[0024]
在一个降解子时段开始时，获取对应降解反应罐内物料的初始实际呕吐毒素浓度rs，获取对应降解反应罐内物料的实时ph值as以及实时温度ts，将该降解子时段标记为感知子时段；
[0025]
获取所有标定数据组中，初始呕吐毒素浓度rc与rs相等或者满足|rc-rs|/rs≤θ1的标定数据组，然后在这些标定数据组中选择初始ph值a与实时ph值as相等或者满足|a-as|/as≤θ1且初始反应温度t与实时温度ts相等或者满足|t-ts|/ts≤θ1的标定数据组，将这些选择出来的标定数据组标记为对照数据组；
[0026]
其中θ1为预设参数值；
[0027]
根据各对照数据组对应的呕吐毒素浓度计算获取对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc。
[0028]
作为本发明的进一步方案，所述生物检测单元采集反应原料的平均呕吐毒素浓度的方法包括如下步骤：
[0029]
在进料过程中每隔预设时间ty采集依次样本并进行呕吐毒素浓度的检测，在删除掉异常数据后，计算剩余数据的平均值作为对应降解反应罐内反应原料的平均呕吐毒素浓度。
[0030]
作为本发明的进一步方案，所述降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc的计算方法为：
[0031]
获取降解反应罐对应的各对照数据组对应的降解效率，将这些降解效率依次标记为xaj，其中1≤j≤m，m为对应降解反应罐对应的对照数据组的数量；
[0032]
根据公式计算得到对应的分散值d，当d≤d1时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为xap；
[0033]
当d＞d1成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为对应的m个降解效率的中位数；
[0034]
其中d1为预设值。
[0035]
作为本发明的进一步方案，所述控制器对异常的降解过程进行识别的方法为：根据降解反应罐在感知子时段开始时计算得到的参照降解效率xc以及初始实际呕吐毒素浓度rs计算得到对应降解反应罐在感知子时段结束时的预测呕吐毒素浓度ry；
[0036]
在感知子时段结束时，通过生物检测单元检测获取对应降解反应罐内的呕吐毒素浓度rs1；
[0037]
当θ3≥|rs1-ry|/ry≥θ2成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常嫌疑；
[0038]
当一个降解反应罐连续出现β次的异常嫌疑时，则认为对应的降解反应罐的降解过程存在异常；其中θ2与θ3均为预设值；
[0039]
对于一个降解反应罐，当满足|rs1-ry|/ry≥θ3成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常；
[0040]
当认为一个降解反应罐内的降解过程存在异常时，报警单元发出报警信息，提示对应工作人员对对应的降解反应罐进行检查。
[0041]
本发明的有益效果：
[0042]
本发明通过对历史数据中记载的降解反应在不同阶段对应的降解条件与降解结果进行分析，并根据当前正在进行的降解反应条件对未来一段时间的降解结果进行预测，从而有利于降解工作的有计划进行，另外对于一个降解反应罐，本发明通过对其在一段时间内实际的降解效率与预测的降解效率进行对比，能够及时的发现存在异常的降解过程，并提醒工作人员进行及时的有针对性的检查，避免在很长一段时间内降解反应罐中出现低效率的降解或者传感器损坏等对整个降解过程的监控与进行造成负面影响。
附图说明
[0043]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0044]
图1是本发明采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统的框架结构示意图。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，如图1所示，包括：
[0047]
降解反应罐，用于提供降解反应原料中呕吐毒素的场所；
[0048]
温度检测单元，用于对降解反应罐中的反应温度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
[0049]
ph检测单元，用于对降解反应罐中的ph值进行测定，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
[0050]
生物检测单元，用于对反应原料中的呕吐毒素浓度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；
[0051]
所述反应原料为被呕吐毒素污染的饲料；
[0052]
控制器，用于根据降解反应罐对应的实时的标定数据组与数据存储单元中存储的历史标定数据组对对应降解反应罐在未来一段时间内的降解效率进行预测，并根据预测的降解效率与实际的降解效率对异常的降解过程进行识别；
[0053]
报警单元，用于发出报警信息，提示工作人员对应降解反应罐内的降解过程存在异常；
[0054]
包括如下步骤：
[0055]
s1、在降解反应罐中加入反应原料以及预设比例的枯草芽孢杆菌菌剂，然后调节降解反应罐中的温度与ph值至预设范围；
[0056]
在进料过程中，通过生物检测单元采集获取反应原料的平均呕吐毒素浓度；
[0057]
在反应过程中，通过温度检测单元对反应温度进行检测，并将反应温度数据传输至数据存储单元进行保存，通过ph检测单元对降解反应罐内的反应ph进行检测，并将反应ph数据传输至数据存储单元进行保存；
[0058]
在本发明的一个实施例中，生物检测单元采集反应原料的平均呕吐毒素浓度的方法包括如下步骤：
[0059]
在进料过程中每隔预设时间ty采集依次样本并进行呕吐毒素浓度的检测，在删除掉异常大异常小的数据后，计算剩余数据的平均值作为对应降解反应罐内反应原料的平均呕吐毒素浓度。
[0060]
由于饲料种类的不同以及同一批次饲料各位置的呕吐毒素浓度不同，在通过传送带向降解反应罐中连续加入反应原料时，若只进行一次取样，则会导致降解反应罐内实际的呕吐毒素浓度与检测的呕吐毒素浓度之间误差较大；
[0061]
s2、对于一个降解反应罐，每隔预设时间t1通过生物检测单元采集获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度，将得到的呕吐毒素浓度依次标记为r1、r2、
…
、rn，n为所采集呕吐毒素浓度数据的数量，r1为降解开始时，降解反应罐内物料的呕吐毒素浓度；
[0062]
将两次采集获取呕吐毒素浓度之间的时长为t1的时段标记为降解子时段；
[0063]
根据一个降解子时段开始时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度ri以及降解子时段结束时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度r(i+1)计算得到这一降解子时段内呕吐毒素的降解效率xi，具体的，xi＝[r(i+1)-ri]/t1，其中1≤i≤n-1；
[0064]
获取各降解子时段对应的平均ph值a以及平均反应温度t；
[0065]
将一个降解时段对应的初始呕吐毒素浓度rc(即该降解子时段开始时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度)、降解效率xi、初始ph值a以及初始反应温度t作为一个标定数据组；
[0066]
获取各降解反应罐对应的各降解子时段的标定数据组；
[0067]
其中初始ph值a是指对应降解时段开始时对应降解反应罐内的ph值；
[0068]
其中初始反应温度t是指对应降解时段开始时对应降解反应罐内的温度值；
[0069]
s4、在一个降解反应罐正在进行降解反应时，按照每隔预设时间t1采集一次的方式获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度；
[0070]
在一个降解子时段开始时，获取对应降解反应罐内物料的初始实际呕吐毒素浓度rs，获取对应降解反应罐内物料的实时ph值as以及实时温度ts，将该降解子时段标记为感知子时段；
[0071]
获取所有标定数据组中，初始呕吐毒素浓度rc与rs相等或者满足|rc-rs|/rs≤θ1的标定数据组，然后在这些标定数据组中选择初始ph值a与实时ph值as相等或者满足|a-as|/as≤θ1且初始反应温度t与实时温度ts相等或者满足|t-ts|/ts≤θ1的标定数据组，将这些选择出来的标定数据组标记为对照数据组；
[0072]
其中θ1为预设参数值；
[0073]
获取对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc；
[0074]
所述降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc的计算方法为：
[0075]
获取降解反应罐对应的各对照数据组对应的降解效率，将这些降解效率依次标记为xaj，其中1≤j≤m，m为对应降解反应罐对应的对照数据组的数量；
[0076]
根据公式计算得到对应的分散值d，当d≤d1时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为xap；
[0077]
当d＞d1成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为对应的m个降解效率的中位数；
[0078]
其中d1为预设值；
[0079]
s5、根据降解反应罐在感知子时段开始时计算得到的参照降解效率xc以及初始实际呕吐毒素浓度rs计算得到对应降解反应罐在感知子时段结束时的预测呕吐毒素浓度ry；
[0080]
在感知子时段结束时，通过生物检测单元检测获取对应降解反应罐内的呕吐毒素浓度rs1；
[0081]
当θ3≥|rs1-ry|/ry≥θ2成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常嫌疑；
[0082]
当一个降解反应罐连续出现β次的异常嫌疑时，则认为对应的降解反应罐的降解过程存在异常；
[0083]
其中θ2与θ3均为预设值；
[0084]
对于一个降解反应罐，当满足|rs1-ry|/ry≥θ3成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常；
[0085]
s6、当认为一个降解反应罐内的降解过程存在异常时，报警单元发出报警信息，提示对应工作人员对对应的降解反应罐进行检查，及时的发现并排除降解异常情况；
[0086]
本发明通过对历史数据中记载的降解反应在不同阶段对应的降解条件与降解结果进行分析，并根据当前正在进行的降解反应条件对未来一段时间的降解结果进行预测，从而有利于降解工作的有计划进行，另外对于一个降解反应罐，本发明通过对其在一段时
间内实际的降解效率与预测的降解效率进行对比，能够及时的发现存在异常的降解过程，并提醒工作人员进行及时的有针对性的检查，避免在很长一段时间内降解反应罐中出现低效率的降解或者传感器损坏等对整个降解过程的监控与进行造成负面影响。
[0087]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0088]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，其特征在于，包括：降解反应罐，用于提供降解反应原料中呕吐毒素的场所；温度检测单元，用于对降解反应罐中的反应温度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；ph检测单元，用于对降解反应罐中的ph值进行测定，并将结果输入数据存储单元中进行保存；生物检测单元，用于对反应原料中的呕吐毒素浓度进行检测，并将结果输入数据存储单元中进行保存；控制器，用于根据降解反应罐对应的实时的标定数据组与数据存储单元中存储的历史标定数据组对对应降解反应罐在未来一段时间内的降解效率进行预测，并根据预测的降解效率与实际的降解效率对异常的降解过程进行识别；报警单元，用于发出报警信息，提示工作人员对应降解反应罐内的降解过程存在异常。2.根据权利要求1所述的采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，其特征在于，所述控制器对降解反应罐内的降解效率进行预测的方法包括如下步骤：s1、在降解反应罐中加入反应原料以及预设比例的枯草芽孢杆菌菌剂，然后调节降解反应罐中的温度与ph值至预设范围；在进料过程中，通过生物检测单元采集获取反应原料的平均呕吐毒素浓度；在反应过程中，通过温度检测单元对反应温度进行检测，通过ph检测单元对降解反应罐内的反应ph进行检测；s2、对于一个降解反应罐，每隔预设时间t1通过生物检测单元采集获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度，将得到的呕吐毒素浓度依次标记为r1、r2、
…
、rn，n为所采集呕吐毒素浓度数据的数量，r1为降解开始时，降解反应罐内物料的呕吐毒素浓度；将两次采集获取呕吐毒素浓度之间的时长为t1的时段标记为降解子时段；控制器根据一个降解子时段开始时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度ri以及降解子时段结束时降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度r(i+1)计算得到这一降解子时段内呕吐毒素的降解效率xi，具体的，xi＝[r(i+1)-ri]/t1，其中1≤i≤n-1；获取各降解子时段对应的平均ph值a以及平均反应温度t；将一个降解时段对应的初始呕吐毒素浓度rc、降解效率xi、初始ph值a以及初始反应温度t作为一个标定数据组；获取各降解反应罐对应的各降解子时段的标定数据组；s4、在一个降解反应罐正在进行降解反应时，按照每隔预设时间t1采集一次的方式获取降解反应罐内物料中呕吐毒素的浓度；在一个降解子时段开始时，获取对应降解反应罐内物料的初始实际呕吐毒素浓度rs，获取对应降解反应罐内物料的实时ph值as以及实时温度ts，将该降解子时段标记为感知子时段；获取所有标定数据组中，初始呕吐毒素浓度rc与rs相等或者满足|rc-rs|/rs≤θ1的标定数据组，然后在这些标定数据组中选择初始ph值a与实时ph值as相等或者满足|a-as|/as≤θ1且初始反应温度t与实时温度ts相等或者满足|t-ts|/ts≤θ1的标定数据组，将这些选择出来的标定数据组标记为对照数据组；
其中θ1为预设参数值；根据各对照数据组对应的呕吐毒素浓度计算获取对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc。3.根据权利要求2所述的采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，其特征在于，所述生物检测单元采集反应原料的平均呕吐毒素浓度的方法包括如下步骤：在进料过程中每隔预设时间ty采集依次样本并进行呕吐毒素浓度的检测，在删除掉异常数据后，计算剩余数据的平均值作为对应降解反应罐内反应原料的平均呕吐毒素浓度。4.根据权利要求1所述的采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，其特征在于，所述降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc的计算方法为：获取降解反应罐对应的各对照数据组对应的降解效率，将这些降解效率依次标记为xaj，其中1≤j≤m，m为对应降解反应罐对应的对照数据组的数量；根据公式计算得到对应的分散值d，当d≤d1时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为xap；当d＞d1成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的参照降解效率xc为对应的m个降解效率的中位数；其中d1为预设值。5.根据权利要求1所述的采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，其特征在于，所述控制器对异常的降解过程进行识别的方法为：根据降解反应罐在感知子时段开始时计算得到的参照降解效率xc以及初始实际呕吐毒素浓度rs计算得到对应降解反应罐在感知子时段结束时的预测呕吐毒素浓度ry；在感知子时段结束时，通过生物检测单元检测获取对应降解反应罐内的呕吐毒素浓度rs1；当θ3≥|rs1-ry|/ry≥θ2成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常嫌疑；当一个降解反应罐连续出现β次的异常嫌疑时，则认为对应的降解反应罐的降解过程存在异常；其中θ2与θ3均为预设值；对于一个降解反应罐，当满足|rs1-ry|/ry≥θ3成立时，则认为对应降解反应罐在感知子时段内的降解过程存在异常；当认为一个降解反应罐内的降解过程存在异常时，报警单元发出报警信息，提示对应工作人员对对应的降解反应罐进行检查。

技术总结
本发明公开了一种采用枯草芽孢杆菌降解呕吐毒素的管控系统，属于智慧工业技术领域，该管控系统通过对历史数据中记载的降解反应在不同阶段对应的降解条件与降解结果进行分析，并根据当前正在进行的降解反应条件对未来一段时间的降解结果进行预测，从而有利于降解工作的有计划进行，另外对于一个降解反应罐，本发明通过对其在一段时间内实际的降解效率与预测的降解效率进行对比，能够及时的发现存在异常的降解过程，并提醒工作人员进行及时的有针对性的检查，避免在很长一段时间内降解反应罐中出现低效率的降解或者传感器损坏等对整个降解过程的监控与进行造成负面影响。整个降解过程的监控与进行造成负面影响。整个降解过程的监控与进行造成负面影响。


技术研发人员：周慧堂
受保护的技术使用者：美泰克（天津）矿物有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/23