丁艳华 马海乐 曲文娟 肖 凤

(1. 江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013；2. 江苏大学食品与生物工程学院，江苏 镇江 212013)

近年来，国内外研究学者[1-4]将超声技术应用于生物酶解，通过超声空化效应增强酶解底物与酶的接触，使酶解效果得到了明显改善。超声作用时采用的频率模式和作用时间是影响其效果的重要参数。已有学者[5-7]指出，当给定超声频率接近反应系统的共振频率时，输出的化学产额接近最大，因此采用多频模式更容易找到与处理系统匹配的谐振频率，产生较好的超声处理效果。然而，目前有关超声辅助酶解的报道[8-9]中使用最多的是单频和双频，三频及以上的复合频率使用较少，因此，超声在酶解中的应用受到限制。

另外，目前大多超声辅助酶解系统多为手动操作，酶解产物的理化特性、生物活性等指标需要离线测定化学值进行判断，需要多次采样测定，耗时、耗力，而且酶解终点无法及时判断，易造成酶解不足或过度酶解。基于以上问题，试验拟设计S型五频超声阵列的多频多模式频率控制，并将近红外光谱原位实时监测与可编程逻辑控制器(Programmable logic controller，PLC)控制技术相结合，以期实现酶解终点的自动控制。

1 系统结构及方案设计

1.1 整体结构

以PLC为主控制器的S型五频超声阵列辅助酶解系统的结构如图1所示。

系统的工作过程：将需要酶解的料液置于酶解槽内，选择超声模式，再加入反应酶并启动超声设备开始酶解。酶解过程中将光谱数据……