生物發(fā)酵間歇操作的過程涉及到生物細胞的不同生長階段,具有明顯的動態(tài)特性,對這類過程的優(yōu)化與控制是研究的重點和難點,需要對過程進行動態(tài)優(yōu)化才能實現(xiàn)。青霉素補料分批發(fā)酵工藝是典型的生物間歇發(fā)酵的案例,且青霉素的生產一直是研究者們關注的熱點,從發(fā)酵原料的選取到生產設備和條件的優(yōu)化學者們都做了不同的嘗試。本文主要圍繞青霉素補料分批發(fā)酵過程的動態(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料過程的工業(yè)放大化問題。本文主要研究內容包括:1.針對青霉素發(fā)酵過程的動態(tài)優(yōu)化數學模型進行分析,選取適當的方法和求解器對過程進行優(yōu)化計算。本文首先對青霉素發(fā)酵過程的進行了優(yōu)化,分別選取青霉素產量和產率作為目標函數,以進料速率作為操作變量,在不同的發(fā)酵時間和初始進料速率下進行了優(yōu)化計算,確定了適宜的發(fā)酵時間和初始進料速率,找到了最優(yōu)進料曲線,同時模擬了兩種常見進料方式下的發(fā)酵過程,對比了三種進料方式下的狀態(tài)變量和目標函數值。2.對青霉素補料分批發(fā)酵和后續(xù)的提純過程進行了分析,分析了青霉素發(fā)酵廢水的主要產生單元,通過引入一個參數COD（con）用來調節(jié)控制青霉素發(fā)酵和提純過程中所產生廢水中的化... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數據集
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 動態(tài)優(yōu)化過程
        1.2.3 動態(tài)優(yōu)化方法的發(fā)展
    1.3 青霉素補料分批發(fā)酵過程與動態(tài)優(yōu)化問題
        1.3.1 青霉素生產的簡介及研究現(xiàn)狀
        1.3.2 青霉素的生產過程的動態(tài)優(yōu)化
    1.4 本文主要內容
第二章 非線性動態(tài)優(yōu)化模型、方法及青霉素發(fā)酵模型
    2.1 非線性動態(tài)優(yōu)化模型
    2.2 非線性動態(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
    2.5 本章小結
第三章 青霉素補料分批發(fā)酵動態(tài)優(yōu)化與廢水中化學需氧量（COD）約束
    3.1 青霉素補料分批發(fā)酵過程的基本動態(tài)優(yōu)化問題及優(yōu)化結果
        3.1.1 青霉素補料分批發(fā)酵過程基本動態(tài)優(yōu)化問題
        3.1.2 青霉素補料分批發(fā)酵過程基本動態(tài)優(yōu)化結果
        3.1.3 青霉素補料分批發(fā)酵過程中不同進料方式對產量影響的對比
    3.2 青霉素補料分批發(fā)酵及提純過程廢水中化學需氧量（COD）的約束
        3.2.1 青霉素發(fā)酵提純工藝廢水的化學需氧量（COD）來源及影響介紹
        3.2.2 含廢水COD約束的動態(tài)優(yōu)化計算結果
    3.3 本章小結
第四章 青霉素發(fā)酵過程的工業(yè)化計算
    4.1 引言
    4.2 青霉素工業(yè)化過程的系數
    4.3 青霉素工業(yè)化過程的廢水中COD處理費用問題及優(yōu)化模型
        4.3.1 青霉素工業(yè)化過程的廢水中COD處理費用問題
        4.3.2 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動態(tài)優(yōu)化模型
    4.4 青霉素發(fā)酵和提純工藝工業(yè)化計算結果
        4.4.1 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動態(tài)優(yōu)化目標函數計算結果
        4.4.2 青霉素發(fā)酵工業(yè)化過程的動態(tài)優(yōu)化操作變量計算結果
        4.4.3 青霉素發(fā)酵工業(yè)化不同進料方式計算結果對比
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2954909