諾西肽發(fā)酵過程的建模與優(yōu)化研究.pdf

1、21世紀(jì)是一個生物技術(shù)的世紀(jì)，生物工程作為蓬勃發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展進(jìn)步將一定程度上解決人類面臨的環(huán)境污染、能源短缺和資源不足等危機(jī)，甚至影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，引發(fā)技術(shù)革命。發(fā)酵工程是生物工程的重要組成部分，其他生物工程，如酶工程中酶的獲得和遺傳工程中菌的獲得，都必須依靠發(fā)酵工程技術(shù)。由此可見，發(fā)酵工程的技術(shù)進(jìn)步對生物工程的進(jìn)一步發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
　　諾西肽(nosiheptide)作為一種新型的飼料添加劑，國外早在80年

2、代末就已經(jīng)批準(zhǔn)上市了，而國內(nèi)在這方面研究較少。近些年來，隨著對諾西肽研究的不斷深入，其在豬飼料、禽類飼料和水產(chǎn)飼料中都有了成功的應(yīng)用。正是由于諾西肽廣闊的市場前景，本文致力于諾西肽發(fā)酵過程建模與優(yōu)化的研究，現(xiàn)將主要工作歸納如下:
　　在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從諾西肽發(fā)酵過程工藝出發(fā)，以菌體濃度、基質(zhì)濃度、溶解氧、產(chǎn)物濃度和發(fā)酵液體積作為狀態(tài)變量，建立了諾西肽分階段補(bǔ)料分批發(fā)酵過程機(jī)理模型，并利用遺傳算法確定了模型中的動力學(xué)參數(shù)。<

3、br>　　在所建模型的基礎(chǔ)上，提出了參數(shù)綜合靈敏度分析的思想，對隨著時間推移出現(xiàn)“老化”的諾西肽發(fā)酵過程模型進(jìn)行及時地校正，更新了模型中的部分參數(shù)。將遺傳算法應(yīng)用到諾西肽發(fā)酵過程的優(yōu)化當(dāng)中，選取發(fā)酵結(jié)束時的產(chǎn)物濃度最大作為優(yōu)化的目標(biāo)，最終得到了溫度、通氣量、攪拌速度和補(bǔ)料速度等決策變量的數(shù)據(jù)結(jié)果和優(yōu)化曲線。
　　為了節(jié)省實驗所耗費人力、物力并方便研究人員獲得研究數(shù)據(jù)和仿真曲線，本次研究還利用C#、Matlab和SQL Server