生物發(fā)酵間歇操作的過程涉及到生物細(xì)胞的不同生長階段,具有明顯的動(dòng)態(tài)特性,對這類過程的優(yōu)化與控制是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),需要對過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)。青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝是典型的生物間歇發(fā)酵的案例,且青霉素的生產(chǎn)一直是研究者們關(guān)注的熱點(diǎn),從發(fā)酵原料的選取到生產(chǎn)設(shè)備和條件的優(yōu)化學(xué)者們都做了不同的嘗試。本文主要圍繞青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化展開了討論,并探究了廢水中COD含量的控制問題以及青霉素分批補(bǔ)料過程的工業(yè)放大化問題。本文主要研究內(nèi)容包括:1.針對青霉素發(fā)酵過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,選取適當(dāng)?shù)姆椒ê颓蠼馄鲗︖^程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。本文首先對青霉素發(fā)酵過程的進(jìn)行了優(yōu)化,分別選取青霉素產(chǎn)量和產(chǎn)率作為目標(biāo)函數(shù),以進(jìn)料速率作為操作變量,在不同的發(fā)酵時(shí)間和初始進(jìn)料速率下進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,確定了適宜的發(fā)酵時(shí)間和初始進(jìn)料速率,找到了最優(yōu)進(jìn)料曲線,同時(shí)模擬了兩種常見進(jìn)料方式下的發(fā)酵過程,對比了三種進(jìn)料方式下的狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)值。2.對青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵和后續(xù)的提純過程進(jìn)行了分析,分析了青霉素發(fā)酵廢水的主要產(chǎn)生單元,通過引入一個(gè)參數(shù)COD（con）用來調(diào)節(jié)控制青霉素發(fā)酵和提純過程中所產(chǎn)生廢水中的化... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 背景及意義
    1.2 優(yōu)化過程簡介
        1.2.1 穩(wěn)態(tài)優(yōu)化過程
        1.2.2 動(dòng)態(tài)優(yōu)化過程
        1.2.3 動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法的發(fā)展
    1.3 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程與動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題
        1.3.1 青霉素生產(chǎn)的簡介及研究現(xiàn)狀
        1.3.2 青霉素的生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化
    1.4 本文主要內(nèi)容
第二章 非線性動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型、方法及青霉素發(fā)酵模型
    2.1 非線性動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型
    2.2 非線性動(dòng)態(tài)模型處理方法
    2.3 序列二次規(guī)劃（SQP）算法
        2.3.1 序列二次規(guī)劃算法的發(fā)展與現(xiàn)狀
        2.3.2 序列二次規(guī)劃算法思路
    2.4 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵模型與分析
        2.4.1 青霉素發(fā)酵過程模型
        2.4.2 青霉素發(fā)酵過程模型參數(shù)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵動(dòng)態(tài)優(yōu)化與廢水中化學(xué)需氧量（COD）約束
    3.1 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程的基本動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題及優(yōu)化結(jié)果
        3.1.1 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程基本動(dòng)態(tài)優(yōu)化問題
        3.1.2 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程基本動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)果
        3.1.3 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵過程中不同進(jìn)料方式對產(chǎn)量影響的對比
    3.2 青霉素補(bǔ)料分批發(fā)酵及提純過程廢水中化學(xué)需氧量（COD）的約束
        3.2.1 青霉素發(fā)酵提純工藝廢水的化學(xué)需氧量（COD）來源及影響介紹
        3.2.2 含廢水COD約束的動(dòng)態(tài)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
第四章 青霉素發(fā)酵過程的工業(yè)化計(jì)算
    4.1 引言
    4.2 青霉素工業(yè)化過程的系數(shù)
    4.3 青霉素工業(yè)化過程的廢水中COD處理費(fèi)用問題及優(yōu)化模型
        4.3.1 青霉素工業(yè)化過程的廢水中COD處理費(fèi)用問題
        4.3.2 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型
    4.4 青霉素發(fā)酵和提純工藝工業(yè)化計(jì)算結(jié)果
        4.4.1 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)計(jì)算結(jié)果
        4.4.2 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動(dòng)態(tài)優(yōu)化操作變量計(jì)算結(jié)果
        4.4.3 青霉素發(fā)酵工業(yè)化不同進(jìn)料方式計(jì)算結(jié)果對比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2954909