基于人工智能和代謝調(diào)控的典型好氧發(fā)酵過(guò)程在線(xiàn)控制和故障診斷
發(fā)布時(shí)間:2021-03-26 18:15
絕大多數(shù)的大宗發(fā)酵產(chǎn)品,如氨基酸、生物酶、生物藥物蛋白等均依靠好氧發(fā)酵生產(chǎn)。除了選育優(yōu)良菌種外,發(fā)酵過(guò)程控制技術(shù)也是提高發(fā)酵性能的重要手段。好氧發(fā)酵過(guò)程存在許多共性問(wèn)題,例如:傳統(tǒng)離線(xiàn)控制難以取得滿(mǎn)意的效果,而許多重要的發(fā)酵參數(shù)又無(wú)法在線(xiàn)測(cè)量,實(shí)施發(fā)酵過(guò)程在線(xiàn)控制存在困難;發(fā)酵故障時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響發(fā)酵過(guò)程的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性;供氧壓力巨大、溶解氧濃度(DO)難以控制、通純氧發(fā)酵大大增加了發(fā)酵操作的成本和不安全因素。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文以利用兩種典型的、好氧型大宗產(chǎn)品的發(fā)酵菌種(重組畢赤酵母和谷氨酸棒桿菌)生產(chǎn)藥物蛋白和谷氨酸的過(guò)程為研究對(duì)象,深入研究了基于人工智能和代謝調(diào)控的發(fā)酵過(guò)程預(yù)測(cè)、在線(xiàn)控制和故障診斷的關(guān)鍵技術(shù),旨在為好氧大宗產(chǎn)品發(fā)酵搭建共性平臺(tái),提高目標(biāo)產(chǎn)物的濃度、發(fā)酵穩(wěn)定性和發(fā)酵過(guò)程的整體性能。論文的主要研究?jī)?nèi)容總結(jié)如下:(1)利用畢赤酵母生產(chǎn)豬α干擾素(pIFN-α)的發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵性能指標(biāo)、pIFN-α抗病毒活性(pIFN-α-AVA)難以測(cè)量,發(fā)酵性能無(wú)法預(yù)測(cè)。為此,以易測(cè)量的發(fā)酵參數(shù)(誘導(dǎo)時(shí)間/溫度、DO、O2消耗速率OUR、CO2釋放速率CER、甲醇消耗速率、總蛋白...
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電子傳遞鏈與氧化磷酸化
圖 3-1 乙醇濃度在線(xiàn)測(cè)量與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)e on-line ethanol concentration measuremen發(fā)酵液中最可能出現(xiàn)的小分子揮發(fā)性忽略不計(jì);經(jīng)過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)末期的“饑小分子揮發(fā)性物質(zhì)為甲醇。商用的膜
不同濃度的甲醇和乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別擬量關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。在細(xì)胞培養(yǎng)階段和誘的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到乙醇和甲醇的濃度。示,甲醇濃度采集系統(tǒng)的操作界面與此相量的改良型 DO-Stat 甘油流加控制策略養(yǎng)階段采用了兩種甘油流加策略:傳統(tǒng) DO-Stat 流加策略中,流加延遲時(shí)間是恒油耗盡,DO 急劇上升并超過(guò)其設(shè)定上限即便 DO 降低至設(shè)定上限以下,甘油流到預(yù)設(shè)流加延遲時(shí)間的情況下,才會(huì)關(guān)閉 策略不同,改良型 DO-Stat 策略的流加延的原理,根據(jù)乙醇的實(shí)時(shí)濃度反饋調(diào)節(jié)甘定值。( )()*+P×C CkT≤T≤TEtOHEtOHMinMax
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米漿在氨基酸發(fā)酵工業(yè)中的作用[J]. 左瑩,張萍,張惠. 中國(guó)釀造. 2013(11)
[2]論我國(guó)酶制劑工業(yè)的發(fā)展[J]. 王睿,劉桂超. 畜牧與飼料科學(xué). 2011(01)
[3]在線(xiàn)推定和控制葡萄糖濃度改善谷氨酸發(fā)酵性能[J]. 曹艷,丁健,段作營(yíng),劉立明,史仲平. 微生物學(xué)通報(bào). 2009(10)
[4]基于自我聯(lián)想神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的谷氨酸發(fā)酵在線(xiàn)故障診斷[J]. 董傳亮,潘豐,史仲平. 中國(guó)釀造. 2009(02)
[5]L-絲氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌發(fā)酵條件的優(yōu)化[J]. 張佑紅,王新彬,吳元欣. 武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[6]好氧發(fā)酵過(guò)程中影響溶解氧的因素及如何提高溶解氧的濃度[J]. 王霞,張世有. 黑龍江醫(yī)藥. 2005(04)
[7]基因工程藥物的表達(dá)系統(tǒng)及發(fā)展?fàn)顩r[J]. 崔進(jìn)梅,宋磊,鄧學(xué)箴,潘顯玲. 齊魯藥事. 2005(02)
[8]豬α1-干擾素的基因改造與高效原核表達(dá)[J]. 曹瑞兵,徐學(xué)清,周斌,陳德勝,陳溥言. 生物工程學(xué)報(bào). 2004(02)
[9]An Improved Adaptive Multi-way Principal Component Analysis for Monitoring Streptomycin Fermentation Process[J]. 何寧,王樹(shù)青,謝磊. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2004(01)
[10]酶制劑工業(yè)概況及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 胡學(xué)智. 工業(yè)微生物. 2003(04)
博士論文
[1]利用代謝酶學(xué)和模型技術(shù)改善谷氨酸發(fā)酵的穩(wěn)定性和糖酸轉(zhuǎn)化率[D]. 曹艷.江南大學(xué) 2013
[2]基于模糊在線(xiàn)支持向量回歸的建模與預(yù)測(cè)控制研究[D]. 陳進(jìn)東.江南大學(xué) 2013
[3]畢赤酵母高效發(fā)酵生產(chǎn)豬α干擾素過(guò)程的優(yōu)化與代謝調(diào)控[D]. 金虎.江南大學(xué) 2011
[4]諾西肽發(fā)酵過(guò)程建模與優(yōu)化研究[D]. 牛大鵬.東北大學(xué) 2010
[5]生化過(guò)程動(dòng)態(tài)建模及優(yōu)化控制研究[D]. 王鮮芳.江南大學(xué) 2009
碩士論文
[1]L-纈氨酸產(chǎn)生菌的選育及其發(fā)酵條件的調(diào)控[D]. 袁丹丹.江南大學(xué) 2010
[2]L-賴(lài)氨酸產(chǎn)生菌選育及其發(fā)酵條件的調(diào)控[D]. 陳銀芳.江南大學(xué) 2009
[3]L-精氨酸產(chǎn)生菌的選育及其發(fā)酵條件優(yōu)化[D]. 張義萍.江南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3102027
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:98 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電子傳遞鏈與氧化磷酸化
圖 3-1 乙醇濃度在線(xiàn)測(cè)量與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)e on-line ethanol concentration measuremen發(fā)酵液中最可能出現(xiàn)的小分子揮發(fā)性忽略不計(jì);經(jīng)過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)末期的“饑小分子揮發(fā)性物質(zhì)為甲醇。商用的膜
不同濃度的甲醇和乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別擬量關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。在細(xì)胞培養(yǎng)階段和誘的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到乙醇和甲醇的濃度。示,甲醇濃度采集系統(tǒng)的操作界面與此相量的改良型 DO-Stat 甘油流加控制策略養(yǎng)階段采用了兩種甘油流加策略:傳統(tǒng) DO-Stat 流加策略中,流加延遲時(shí)間是恒油耗盡,DO 急劇上升并超過(guò)其設(shè)定上限即便 DO 降低至設(shè)定上限以下,甘油流到預(yù)設(shè)流加延遲時(shí)間的情況下,才會(huì)關(guān)閉 策略不同,改良型 DO-Stat 策略的流加延的原理,根據(jù)乙醇的實(shí)時(shí)濃度反饋調(diào)節(jié)甘定值。( )()*+P×C CkT≤T≤TEtOHEtOHMinMax
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]玉米漿在氨基酸發(fā)酵工業(yè)中的作用[J]. 左瑩,張萍,張惠. 中國(guó)釀造. 2013(11)
[2]論我國(guó)酶制劑工業(yè)的發(fā)展[J]. 王睿,劉桂超. 畜牧與飼料科學(xué). 2011(01)
[3]在線(xiàn)推定和控制葡萄糖濃度改善谷氨酸發(fā)酵性能[J]. 曹艷,丁健,段作營(yíng),劉立明,史仲平. 微生物學(xué)通報(bào). 2009(10)
[4]基于自我聯(lián)想神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的谷氨酸發(fā)酵在線(xiàn)故障診斷[J]. 董傳亮,潘豐,史仲平. 中國(guó)釀造. 2009(02)
[5]L-絲氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌發(fā)酵條件的優(yōu)化[J]. 張佑紅,王新彬,吳元欣. 武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[6]好氧發(fā)酵過(guò)程中影響溶解氧的因素及如何提高溶解氧的濃度[J]. 王霞,張世有. 黑龍江醫(yī)藥. 2005(04)
[7]基因工程藥物的表達(dá)系統(tǒng)及發(fā)展?fàn)顩r[J]. 崔進(jìn)梅,宋磊,鄧學(xué)箴,潘顯玲. 齊魯藥事. 2005(02)
[8]豬α1-干擾素的基因改造與高效原核表達(dá)[J]. 曹瑞兵,徐學(xué)清,周斌,陳德勝,陳溥言. 生物工程學(xué)報(bào). 2004(02)
[9]An Improved Adaptive Multi-way Principal Component Analysis for Monitoring Streptomycin Fermentation Process[J]. 何寧,王樹(shù)青,謝磊. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2004(01)
[10]酶制劑工業(yè)概況及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 胡學(xué)智. 工業(yè)微生物. 2003(04)
博士論文
[1]利用代謝酶學(xué)和模型技術(shù)改善谷氨酸發(fā)酵的穩(wěn)定性和糖酸轉(zhuǎn)化率[D]. 曹艷.江南大學(xué) 2013
[2]基于模糊在線(xiàn)支持向量回歸的建模與預(yù)測(cè)控制研究[D]. 陳進(jìn)東.江南大學(xué) 2013
[3]畢赤酵母高效發(fā)酵生產(chǎn)豬α干擾素過(guò)程的優(yōu)化與代謝調(diào)控[D]. 金虎.江南大學(xué) 2011
[4]諾西肽發(fā)酵過(guò)程建模與優(yōu)化研究[D]. 牛大鵬.東北大學(xué) 2010
[5]生化過(guò)程動(dòng)態(tài)建模及優(yōu)化控制研究[D]. 王鮮芳.江南大學(xué) 2009
碩士論文
[1]L-纈氨酸產(chǎn)生菌的選育及其發(fā)酵條件的調(diào)控[D]. 袁丹丹.江南大學(xué) 2010
[2]L-賴(lài)氨酸產(chǎn)生菌選育及其發(fā)酵條件的調(diào)控[D]. 陳銀芳.江南大學(xué) 2009
[3]L-精氨酸產(chǎn)生菌的選育及其發(fā)酵條件優(yōu)化[D]. 張義萍.江南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3102027
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/rengongzhinen/3102027.html
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