基于PSO的丁二酸发酵动力学模型参数优化

丁二酸是一种重要的化工原料,对丁二酸发酵过程进行模型化研究可以为工艺放大提供必要的基础数据。根据丁二酸发酵过程的实验数据,在已有的丁二酸发酵动力学模型的基础上,采用粒子群优化算法进行模型参数优化研究,求得最优参数并利用其进行过程仿真。结果表明优化后的模型能够更好地模拟丁二酸分批发酵过程。和采用遗传算法进行的研究结果相比,粒子群算法提高了模型计算值与实验测量值的拟合程度,且算法简单,易于实现。     

控制论模型在丁二酸发酵过程中的应用

使用控制论模型来代替国内现有的动力学模型,对丁二酸发酵过程进行建模,然后使用粒子群算法进行参数优化.结果表明控制论模型拟合结果具有较好的可靠性.     

氧化还原电位调控对Actinobacillus succinogenes 厌氧发酵产丁二酸的影响

对氧化还原电位调控在产琥珀酸放线杆菌厌氧发酵产丁二酸过程中的代谢产物分布的作用进行了研究。在血清瓶发酵培养过程中,筛选出对发酵过程无抑制作用的氧化剂铁氰化钾和还原剂二硫苏糖醇作为发酵体系的氧化还原电位调节剂。在3L发酵罐上利用铁氰化钾和二硫苏糖醇调节发酵体系氧化还原电位值在-100～-450mV,结果表明-350mV为菌体生长和产丁二酸的最佳电位,丁二酸生产速率由0.75g/(L·h)提高到1.18g/(L·h),产物丁二酸与副产物乙酸的质量浓度比由2.5提高到3.9。     

用遗传算法辨识发酵动力学模型参数

提出发酵动力学模型参数辨识的遗传算法,并对典型模型进行了具体尝试。结果表明,遗传算法估计参数效果很好,优于麦夸脱方法。     

丁二酸发酵过程软测量模型的参数优化研究

针对生物转化法制备丁二酸发酵过程机理复杂、高度非线性、生物参数难以实时在线测量等特点,采用基于结构风险最小化的支持向量机对发酵过程建模.与神经网络方法相比,所建模型的预测效果更好.同时采用粒子群算法对支持向量机模型中     

氧化还原电位控制下自絮凝酵母高浓度乙醇发酵

控制自絮凝酵母高浓度乙醇发酵过程的氧化还原电位（oxidoreduction potential, ORP）能降低环境胁迫对细胞的影响,提高乙醇生产强度和乙醇收率。实验考察了初始糖浓度为200、250、300 g·L^-1及ORP控制为-100、-150 mV和不控制的乙醇发酵情况。结果表明控制ORP的发酵过程,生物量和细胞存活率均高于不控制的系统,相应的发酵速度得到了提高,但是乙醇对糖的收率存在最优值。在实验设定初始糖浓度最高的300 g·L^-1的发酵过程中,控制ORP为-150 mV时,取得了最大的净乙醇生成量和乙醇对糖的收率。ORP控制改变了絮凝颗粒的粒径分布,运用多元线性拟合,发现ORP对絮凝的影响是正向的。ORP改变了发酵液中生物量及代谢物的浓度而间接影响了细胞的絮凝状况。     

运用改进的遗传算法估计发酵动力学模型参数

针对简单遗传算法（SGA）存在早熟，寻优效率偏低等缺点，提出了一种改进的遗传算法，并将它用于发酵动力学模型参数的估计，取得了满意的效果。     

氧化还原电位调控混合糖为底物的丁醇发酵

控制丁醇发酵过程中的氧化还原电位(oxidoreduction potential,ORP)能够大幅提高丁醇产量和果糖利用率,并降低终点有机酸浓度。实验考察了以葡萄糖和果糖混合糖为底物,通过泵入无菌空气控制ORP分别不低于-490、-460、-430及-400 mV丁醇发酵情况。其中,控制ORP不低于-460 mV时,丁醇和总溶剂产量分别达到13.19 g·L-1及19.71 g·L-1,相对于不控制ORP的丁醇自然发酵分别提高了139.38%及117.07%,残糖浓度降低至3.20 g·L-1,糖利用率高达94.18%。该调控策略有效地解决了以葡萄糖和果糖混合糖为底物的丁醇发酵过程中存在的残糖浓度高、丁醇产量低的问题。     

基于pH控制的丙酮丁醇间歇发酵过程动力学模型

基于微生物发酵动力学模型和丙酮丁醇发酵工艺的特点,由5组控制pH下的实验数据建立该发酵过程的动力学模型,采用改进的自适应遗传算法对模型的12个参数进行优化,并采用一组控制pH数据对模型进行了外推验证,结果表明,该模型能够较好地描述pH的丙酮丁醇间歇发酵过程.     

酸度、氧化还原电位和水力停留时间对葡萄糖厌氧混发酵的影响

以两种厌氧絮状污泥和一种绵羊中的胃液为种子,在恒化器中对葡萄糖进行了连续混合厌氧发酵。在pH=6-7,Eh=-400mV条件下降解速率最快。乳酸和乙酸在大多数实验中总为主要产物。酸度和水力停留时间对发酵的影响主要通过影响厌氧菌优势种群和同一种群的代谢途径实现。     

发酵生产酒精的动力学模型研究进展

由于动力学模型的建立有利于对发酵过程的优化、控制和预测。最近几十年里,大量的酒精发酵动力学模型被提出。本文总结并分析了发酵生产酒精的动力学模型,并对模型的发展趋势作了展望。     

氧化还原电位调控对产琥珀酸放线杆菌代谢通量分布的影响

利用代谢通量分析方法分析了氧化还原电位调控对产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵产丁二酸过程的影响。结果表明,氧化还原电位调控可以改变HMP与EMP途径的代谢通量,从而影响胞内NADH/NAD⁺。在菌体最适氧化还原电位（-350 mV）条件下, HMP途径与EMP途径的通量比由43.6∶56.2提高至63.2∶36.5,间接合成更多的NADH,解决了丁二酸合成过程中还原力不足的矛盾,整个发酵过程中胞内NADH/NAD⁺比值有明显提高,发酵初期NADH/NAD⁺比值由2.19提高至8.73。最终丁二酸代谢通量从114.5 mmol.(g DCW)^-1.h^-1增至129.3 mmol.(g DCW)^-1.h^-1,副产物乙酸、甲酸的代谢通量分别降低30.6%、30.2%;丁二酸收率由75.46%提高至89.34%,生产强度达到1.18 g.L^-1.h^-1。     

谷氨酸发酵过程先进控制

阐述基于工业过程计算机和PLC的谷氨酸发酵过程控制,在若干生化过程理论模型的实际应用具有一定困难的情况下,研究了在发酵过程中对某些生化过程变量的估算方法及相应的先进过程控制策略,对谷氨酸发酵过程的主要控制回路作了介绍。通过对50m3发酵罐实时控制,表明本文所述控制系统的有效性。     

间歇发酵螺孢菌产碱性果胶酶过程动力学研究

以自行筛选获得的螺孢菌ZG9901可以生产用于棉麻织品加工的碱性果胶酶。根据间歇发酵螺孢产碱性果胶酶过程菌体生长和孢子产生等规律，建立了螺孢菌ZG9901产碱性果胶酶过程动力学模型，并以摇瓶和发酵罐间隙发酵过程实验数据拟合了动力学模型参数。建立的模型同时考虑了菌丝体生长与孢子形成与产酶的关系和蛋白酶带来的产物失活。     

Interfacial Mass Transfer in the Reactive Extraction Process of Succinic Acid from Viscous Aqueous Solutions

The reactive extraction of succinic acid with TOA dissolved in butyl acetate from viscous aqueous solutions which simulate the rheological behavior of Actinobacillus succinogenes broths underlined the strong influence of viscosity and pH on interfacial mass flow, mass transfer driving force, and mass transfer coefficient. The magnitudes of these effects are attenuated by 1-octanol addition into the solvent phase, the interfacial mass transfer rate being accelerated for 1.2-3 times, depending on the apparent viscosity and the pH-value of the aqueous solution. The influences of the extraction parameters and mechanism have been included in a mathematical model adequate for the solute mass transfer coefficient from aqueous to organic phase.     

发酵法生产医药用透明质酸

山东临朐华元生物工程有限公司通过对菌株的筛选培育、发酵原料配方和工艺的改进、提纯工艺和设备的优化、制粉工艺和设备的改进、生产环境的改造,利用生物工程技术发酵法研制生产出医药用透明质酸,并形成1.5t/a的生产规模。产品应用于眼科手术、滴眼液、手术防粘连等方面,改变了国内医药用透明质酸依赖进口或动物器官提取法微量生产自用的局面,为国内以透明质酸为基质的制剂产品发展打下了基础。