本文關(guān)鍵詞： 普通小球藻 油脂產(chǎn)量 響應(yīng)面法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法 試驗設(shè)計　出處：《西北大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在全球化石燃料儲量日益減少和氣候變暖的背景下,生物柴油因其可再生(renewable)、碳中立(carbon neutral)的特點(diǎn),近年來備受關(guān)注。微藻生長速率快、油脂含量高且微藻養(yǎng)殖無需占用耕地,因此被認(rèn)為是極具應(yīng)用潛力的生物柴油原料。然而,富油微藻普遍難以在達(dá)到高油脂含量的同時獲得可觀的生物量產(chǎn)量,這直接造成了微藻在培養(yǎng)規(guī)模一定的條件下,整體油脂產(chǎn)量難以達(dá)到較高的水平,進(jìn)而增加了微藻油脂生產(chǎn)的成本、限制了微藻生物柴油的推廣應(yīng)用。針對該問題,本研究從生化調(diào)控的角度入手,采用逐因素試驗、響應(yīng)面模型優(yōu)化和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-遺傳算法模型優(yōu)化等方法,對一株普通小球藻(Chlorella vulgaris)的培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,在一定程度上調(diào)和了微藻油脂含量與生物量產(chǎn)量間的矛盾,從而在實驗室條件下大幅度地提高了微藻的油脂產(chǎn)量。首先,本研究將基于尼羅紅染色熒光分光光度法的油脂快速相對定量方法,結(jié)合于程序繁瑣的“提取-稱量”油脂絕對定量方法,建立了適用于試驗研究的普通小球藻油脂產(chǎn)量快速定量方法體系。其次,通過逐因素試驗對普通小球藻產(chǎn)油條件進(jìn)行了優(yōu)化,得到了普通小球藻培養(yǎng)基中氮、磷、硫元素的初步優(yōu)化濃度,分別為6.13、5.23和4.04mg/l。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步設(shè)計了Boxy-Behnken試驗,并基于試驗結(jié)果建立兩類尋優(yōu)模型——響應(yīng)面模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-遺傳算法模型——以期對產(chǎn)油培養(yǎng)條件進(jìn)行全局尋優(yōu)。根據(jù)響應(yīng)面模型的尋優(yōu)結(jié)果,當(dāng)培養(yǎng)基中氮濃度為6.33 mg/l、磷濃度為4.19mg/l、硫濃度為4.66mg/l時,預(yù)計能得到最佳的油脂產(chǎn)量112.9mg/l；根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)-遺傳算法的預(yù)測結(jié)果,當(dāng)培養(yǎng)基中氮濃度為6.45mg/l、磷濃度為4.23mg/l、硫濃度為5.12mg/l時,預(yù)計油脂產(chǎn)量可達(dá)最高的124.8mg/l。經(jīng)實驗驗證,響應(yīng)面模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法模型優(yōu)化后的TAP培養(yǎng)基中油脂產(chǎn)量分別達(dá)到了111.60 mg/l和104.10 mg/l,而對照組未優(yōu)化的TAP培養(yǎng)基中油脂產(chǎn)量僅為12.88mg/l。該結(jié)果表明,兩種優(yōu)化培養(yǎng)基都促進(jìn)了普通小球藻油脂產(chǎn)量的顯著增產(chǎn),同時兩種模型在普通小球藻產(chǎn)油條件優(yōu)化的工作中都具有一定的可行性。
[Abstract]:Under the background of declining global fossil fuel reserves and warming climate , biodiesel has been paid much attention in recent years because of its renewable energy and carbon neutral .

【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE667;Q949.2
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本文編號：1452053