甘油生物轉(zhuǎn)化為1,3-丙二醇具有利用可再生原料、溫和的反應條件、副產(chǎn)物少、環(huán)境污染小等優(yōu)勢,從而成為備受關注的生化過程。所以,建立和利用與其過程相適應的優(yōu)化模型及優(yōu)化方法,對1,3-丙二醇的實際生產(chǎn)有指導作用。本文主要研究甘油連續(xù)生物歧化過程的非線性分析與穩(wěn)態(tài)優(yōu)化。針對這些問題,給出了不同操作條件下的平衡點計算與穩(wěn)定性分析等非線性分析結(jié)果,建立了與其過程相適合的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型,并用優(yōu)化方法對其進行求解。論文研究的主要內(nèi)容和所取得的主要結(jié)果如下:1.針對甘油生物歧化為1,3-丙二醇過程的過量動力學系統(tǒng),建立以1,3-丙二醇的產(chǎn)率最大為優(yōu)化目標、以穩(wěn)定性要求作為約束條件的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型,并對該模型進行求解,最后獲得了甘油生物歧化過程的最優(yōu)穩(wěn)定操作條件及1,3-丙二醇的最大產(chǎn)率。2.針對甘油生物歧化為1,3-丙二醇過程的還原途徑酶催化非線性動力系統(tǒng),首先對其進行平衡點計算與平衡點穩(wěn)定性判別等非線性分析研究,并給出具體的分析結(jié)果;然后建立了以1,3-丙二醇的產(chǎn)率最大為優(yōu)化目標、以穩(wěn)定性要求作為約束條件的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型,并對該模型進行求解,獲得了甘油生物歧化過程的最優(yōu)穩(wěn)定操作條件及1,3-丙二醇的最大... 

【文章來源】：渤海大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

平衡點的計算結(jié)果.(a)生物量;(b)胞外甘油濃度;(c)胞內(nèi)甘油濃度;(d)胞內(nèi)3-羥基丙醛濃度;(e)胞內(nèi)1,3-丙二醇濃度;(f)胞外1,3-丙二醇濃度;(g)胞外乙酸濃度;(h)胞外乙醇濃度

(h)圖 3-7: 平衡點個數(shù)的分布情況. (a)生物量; (b)胞外甘油濃度; (c)胞內(nèi)甘油濃度; (d)胞外 1,3-二醇濃度; (e)胞外乙酸濃度; (f)胞外乙醇濃度; (g)胞內(nèi) 3-羥基丙醛濃度; (h)胞內(nèi) 1,3-丙二醇度 Fig.3-7 Distribution of the number of equilibrium points: (a) Biomass; (b) Extracellular glyceconcentration; (c) Intracellular glycerol concentration; (d) Intracellular 3-hydroxypropanconcentration; (e) Intracellular 1,3-propanediol concentration; ( f ) Extracellular 1,3-propanedconcentration; (g) Extracellular acetic acid concentration; (h) Extracellular ethanol concentration穩(wěn)定性分析的結(jié)果與討論：對甘油生物歧化為 1,3-丙二醇還原途徑酶催化系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析，可以斷所求出的平衡點是否為穩(wěn)定操作點。圖 3-8 表示在不同稀釋速率和不同初始油濃度下，穩(wěn)定操作點和不穩(wěn)定操作點的個數(shù)分布情況。圖 3-8 中 N 1表示只一個平衡點且平衡點是穩(wěn)定的，這部分用綠色來表示； N 2表示有兩個平衡且兩個平衡點都是穩(wěn)定的，這部分用黃色來表示； N 2表示有兩個平衡點，個平衡點是穩(wěn)定的，另一個平衡點是不穩(wěn)定的，這部分用藍綠色來表示； N 3

圖 3-8 穩(wěn)定操作點和不穩(wěn)定操作點個數(shù)分布情況Fig. 3-8 Distribution of number of stable operating points and unstable operating points為了達到細節(jié)清晰和放大的目的，我們在圖 3-8 中分別選取 D 0.1 0.2h-1， D 0.3h-1， D 0.4h-1， D 0.5h-1時的計算結(jié)果，得出二-圖 3-13。圖 3-9-圖 3-13 表示當 D 0.1h-1，D 0.2h-1，D 0.3h-1，D D 0.5h-1時，不同甘油初始濃度下穩(wěn)定操作點和不穩(wěn)定操作點的個數(shù)。01234N

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一類兩階段甘油連續(xù)歧化過程的正平衡點分析[J]. 魏順行,徐恭賢.  渤海大學學報(自然科學版). 2019(04)



本文編號：3322936