诺西肽发酵过程的建模与仿真平台的建立

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fcfy99
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代生物工程技术已经成为当今世界新技术革命的重要组成部分,是当前优先发展的高新技术之一。它的发展有可能解决人类面临的能源不足、资源不足、污染严重等危机,甚至影响产业组织和结构的变革,同时会带来巨大的经济效益。发酵工程与其他生物工程密切相关,无论从微生物得到酶或用遗传工程菌获得产品,都必须依赖发酵工程的技术,可见发酵工业的发展直接影响生物工程的进一步发展。国外在20世纪60年代中后期发现了诺西肽(nosiheptide)产生菌后即开始对诺西肽进行研究,现在诺西肽已经被开发成一种新型的非吸收性饲料添加剂,国外于80年代末批准上市,目前日本和法国已正式将诺西肽列为法定的饲料添加剂而予以投产,而国内在这方面研究较少,还没有产品上市。由于诺西肽具有广阔的市场前景,本文研究了诺西肽发酵过程的建模与仿真平台的建立,主要内容如下:从发酵动力学出发,首先建立了诺西肽分批发酵模型,包括菌体生长模型、基质消耗模型、溶解氧模型和产物合成模型这四个子模型,其中考虑到温度、空气流量、电机搅拌转速等外部操作变量对发酵过程的影响和状态变量之间的相互关联,继而通过遗传算法确定了该模型的参数;之后进一步建立了诺西肽发酵过程的补料分批发酵模型,实验表明建立的模型能够较好的描述诺西肽发酵过程。为了节省实验所耗费的大量人力物力并方便相关研究人员获得大量研究数据和仿真图,本文还致力于开发基于模型的仿真平台。此仿真平台充分结合了Visual Basic具有友好可视化编程画面的特点和Matlab的强大数值分析和图形显示功能的特点。使用VB制作仿真平台的界面,使用Matlab M函数文件实现仿真数据获得和仿真图形绘制的功能。用户只需在仿真平台上根据实际情况输入相关工艺操作参数等,就可以得到菌体浓度、基质浓度、溶解氧浓度、产物浓度等重要状态变量的变化曲线和数据,继而进行相关工艺、自动控制和优化操作变量的研究。
其他文献
心血管疾病是当今危害人类健康的主要疾病之一,心电图检查是临床上诊断心血管疾病的重要方法,能为心脏疾病的正确分析、诊断、治疗和监护提供客观依据,具有十分重要的经济价
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,光伏电池是最直接、最重要的光电利用形式,但是光伏电池的转换效率受到各方面因素的影响,一方面受自身材料的限制(单晶硅、多晶硅、薄膜晶体的转换效率各不相同),另一方面,还会受到各种外部条件,如光照强度和电池温度等因素的影响,这些因素在很大程度上影响着光伏系统的发电效率。本文以复合抛物面(CPC)型太阳能光伏光热综合利用(PV/T)系统为研究对象,首先对硅电池的
能源是经济与社会发展的基本动力,但常规能源的有限性和分布不均匀性使其并不能满足经济可持续发展的需要,因此发展可再生新能源已成为全球课题。我国有着丰富的风能资源,加快风电发展已成为我国能源发展的重要目标之一。由于风速受到气候和地域等因素的影响使风机出力具有随机性和不确定性,随着大规模风电场并网发电,就会给电力系统的调度规划和安全稳定运行带来新的挑战。要想既能安全供电又能充分的利用风能,就需要借助概率
混沌是指在确定性系统中出现的一种貌似无规则的类似随机的现象。由于这个性质,使它可以被应用于科学的各个领域。近年来生物学家Cloe发现整个蚁群行为是一种周期行为,然而单
热工生产过程中存在不少难控对象,这些对象往往具有很强的大滞后、强耦合、非线性等特点,使得传统的PID控制无法得到理想的控制效果。智能控制理论最近几年的迅速发展在很大
随着遥感技术的发展和卫星空间分辨率的提高,高分辨率遥感图像开始广泛应用于各个领域。根据高分辨率的遥感图像细节信息丰富、地物几何结构明显的特点,面向对象的遥感图像处理方法应运而生。图像分割、特征提取、图像分类是面向对象遥感图像处理中重要的三个组成部分。上海交通大学遥感科学实验室依托上海市科委重点项目“基于影像内容的自动搜索和特定目标的变化检测与更新技术研究”(NO. 055115018),设计实现了
智能视觉监控是计算机视觉领域一个新兴的和充满挑战性的研究内容。所谓“智能”是相对传统监控方式而言,系统可以自动对拍摄到的图像序列进行分析,对监视场景中出现的异常目标
生物质发电是生物质能利用的一种重要技术,可将农、林业废弃物以及生活、工业有机垃圾等转换成清洁、高效的电能,对于保护和改善生态环境、充分利用可再生能源具有重要意义。目前国内外在生物质气化发电技术方面,由于缺乏对气化过程特性机理建模和参数优化的研究,使得气化气中焦油和污染物的含量过高,燃气品质难以保证,进而对燃气轮机等发电设备带来不利的影响,降低了燃气的利用价值。据此对于生物质气化过程的建模和重要参数
随着煤和石油等传统化石能源的濒临枯竭,环境污染问题日益严重,可再生清洁能源成为可持续发展重要支撑,风能作为可再生的清洁能源之一,在发电技术领域中具有极大的发展潜力。当前风力发电机组类型中,永磁直驱式和双馈异步式占据市场的份额越来越大,我国新增的大型风电机组中,绝大部分为双馈异步式。但由于双馈异步风力发电机励磁变换器容量小,对整个双馈风力发电机组的控制能力弱,故其变换器的稳定性控制策略占据着至关重要
目前,在能源面临枯竭、环境严重污染、倡导节能减排的大环境下,我国清洁能源得到了迅猛发展,微电网也早已从一个学术概念,渗透到人们的日常生活中。但与分布式能源快速发展不相匹配的是,风电、光伏、燃气电站等的工作人员缺乏相关运行与维护经验,并且微电网领域的工业仿真系统还并不成熟,因此加快清洁能源微电网仿真系统的研究就尤为重要。本文创新地提出基于具有全面培训功能、高效的通信接口、优异的模型精度的STS仿真平