本文選題：發(fā)酵過程　切入點(diǎn)：補(bǔ)料優(yōu)化　出處：《河北科技大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)水平不斷提高,現(xiàn)代生化工程技術(shù)成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方式。生化技術(shù)的發(fā)展為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、解決能源匱乏問題及提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益等領(lǐng)域提供了強(qiáng)大的支撐。發(fā)酵過程是提高人血白蛋白發(fā)酵設(shè)備體積利用率和產(chǎn)品產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而在整個(gè)生物發(fā)酵的過程中補(bǔ)料量的控制是關(guān)鍵。并且,現(xiàn)有的發(fā)酵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)常規(guī)參數(shù)的檢測(cè)和控制,無法實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)精度和控制效果。傳統(tǒng)的發(fā)酵過程通過人工離線的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)生物參數(shù)的檢測(cè),此方法具有采樣時(shí)間長(zhǎng)和滯后性大的缺點(diǎn),針對(duì)這一問題,本文采用自適應(yīng)差分進(jìn)化算法對(duì)發(fā)酵過程不同階段的氨水補(bǔ)料速率、甘油補(bǔ)料速率、甲醇補(bǔ)料速率進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)差分進(jìn)化算法在尋優(yōu)過程中出現(xiàn)“早熟”和破壞最優(yōu)解的現(xiàn)象,采用在變異操作中引入自適應(yīng)變異算子的方式,使進(jìn)化前期保持了個(gè)體的多樣性,進(jìn)化后期避免最優(yōu)解遭到破壞,增強(qiáng)了自適應(yīng)差分進(jìn)化算法對(duì)補(bǔ)料量的尋優(yōu)效果。針對(duì)目前發(fā)酵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)生物參數(shù)檢測(cè)精度不高和控制效果差的問題,采用服務(wù)器外掛的形式實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)連接,改良后的系統(tǒng)具有強(qiáng)大的兼容性,并且通過OPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)了MATLAB軟件和SC組態(tài)軟件之間的數(shù)據(jù)通訊,設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)了菌體濃度與產(chǎn)物濃度的實(shí)時(shí)軟測(cè)量,以及補(bǔ)料優(yōu)化控制功能。
[Abstract]:With the development of society and the continuous improvement of science and technology, modern biochemical engineering technology has become an important way to promote economic development. To solve the problem of energy shortage and to improve the social and economic benefits and other fields provide strong support. Fermentation process is the key to improve the volume utilization of human albumin fermentation equipment and the production of products. In the whole process of biological fermentation, the control of the feeding amount is the key. Moreover, the existing fermentation field equipment can only realize the detection and control of the conventional parameters. The traditional fermentation process realizes the detection of biological parameters by artificial off-line method. This method has the disadvantages of long sampling time and large lag. In this paper, the adaptive differential evolution algorithm is used to determine the feeding rate of ammonia and glycerol in different stages of fermentation. In view of the phenomenon that the differential evolution algorithm appears "premature" and destroys the optimal solution in the process of optimization, the adaptive mutation operator is introduced into the mutation operation, so that the diversity of individual is maintained in the early stage of evolution. In the late stage of evolution, the optimal solution is avoided from being destroyed, and the optimization effect of adaptive differential evolution algorithm is enhanced. In order to solve the problem of low precision and poor control effect of the present fermentation field equipment for biological parameter detection, the optimization effect of adaptive differential evolution algorithm is enhanced. The improved system has strong compatibility, and the data communication between MATLAB software and SC configuration software is realized by OPC protocol. The man-machine interface is designed to realize the real-time soft sensing of cell concentration and product concentration, as well as the function of feeding optimization control.
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ920.6;TP18

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1560578