导读:本文包含了流加发酵论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:系统,纤维素,公式,动态,里氏,杆菌,机理。
流加发酵论文文献综述
吕东雪[1]（2019）在《一类微生物流加发酵过程的参数辨识》一文中研究指出近年来,各国学者都对甘油流加发酵生产1,3-丙二醇这一复杂的生物过程十分重视,并且进行一系列的研究,也取得了一定的研究成果。随着时代的发展,科研水平的提高,对模型中相应参数的精度要求越来越高,这也就需要我们根据模型的特点选择更好的方法辨识其中的参数,使得模型计算值更加接近实验数据。本文主要的安排和成果如下:1.针对一类微生物流加发酵过程的参数辨识问题,构建了参数辨识动态优化模型。为了有效求解该动态优化模型,首先分别基于修正配置公式与龙格库塔公式将动态优化模型中的微分方程化为代数方程,从而将原动态优化问题转化为一般非线性规划问题,然后应用非线性规划中的有效集算法求解转化后的非线性规划问题。与文献中已有的辨识结果相比,本文方法得到了更小的误差。2.本文提出了一种两阶段方法求解上述微生物流加发酵过程的参数辨识问题。首先在第一阶段应用修正配置公式将模型中的微分方程化为代数方程,再将转化后的代数方程表示为相对简单的形式,从而将原参数辨识动态优化问题转化为一般非线性规划问题并对其进行求解;然后在第二阶段求解一个非线性方程组,从而得到原参数辨识问题的最优参数。计算结果表明,本文提出的两阶段法能够更好地辨识出模型的参数。(本文来源于《渤海大学》期刊2019-06-01）
高晓华,翟金刚,冯恩民[2]（2019）在《一类基因调控批式流加发酵的时滞切换系统多目标优化》一文中研究指出针对一类非耦联批式流加发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑反应过程中存在的时间延迟及dha调节子的调控作用,得到了一个含细胞内外要素及调节子等各物质浓度变化的非线性时滞切换系统.为最大化1,3-PD产量的同时提高甘油的转化率,以甘油和碱的流加速率、切换时刻为决策变量,建立了包含时滞切换系统和状态不等式约束的多目标优化模型.利用Normal Constraint(NC)方法,将多目标优化转化为一系列单目标优化问题,讨论了含多个时滞量的梯度计算公式,构造了基于序列二次规划方法的数值优化算法(MPA-SQP),通过大规模优化计算,得到了有参考价值的Pareto解.(本文来源于《系统科学与数学》期刊2019年03期）
王丹[3]（2018）在《一类微生物流加发酵过程的动态优化》一文中研究指出1,3-丙二醇是一种化工原料,其应用领域十分广泛。近年来,甘油歧化生产1,3-丙二醇的过程也愈加受到关注。针对该发酵过程,应构造与其特点相适应的优化模型,并利用适当的优化方法,为实际生产1,3-丙二醇的优化过程提供有利的理论指导。本文主要对生产1,3-丙二醇过程的动态优化问题进行研究。针对微生物流加发酵过程,分别构建了不同的与其特点相适应的动态优化模型,再采用有限元配置法对其求解。本文的研究内容及所得结果主要分为两个部分:1.针对微生物流加发酵过程,分别建立了以1,3-丙二醇终端时刻浓度和1,3-丙二醇终端时刻单位产率为目标函数的单目标动态优化模型。利用有限元配置法对构建的优化模型进行求解,得到了目标函数最优解及变量最优值,进一步分析所得优化结果。2.针对微生物流加发酵过程,综合考虑1,3-丙二醇终端时刻浓度和甘油转化率两种因素,在终端时刻是固定的前提下,建立了多目标动态优化模型。利用?约束法和有限元配置法,将多目标动态优化问题转换为单目标动态优化问题并求得最优解。(本文来源于《渤海大学》期刊2018-06-01）
尹家宁[4]（2018）在《基因调控批式流加发酵模型的参数辨识与优化》一文中研究指出针对基因调控非耦联批式流加发酵歧化甘油生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,基于生物鲁棒性定义,探讨了批式流加发酵切换系统的参数辨识问题.为提高终端时刻目标产物1,3-PD的产量,建立了最优控制模型,借助松弛法思想构造了数值优化算法对问题进行求解,所得结果为实际发酵实验提供数据参考.主要研究内容与结果概述如下:综合考虑胞内外环境,dha调节子的调控作用以及细胞内中间代谢产物3-羟基丙醛(3-HPA)对甘油脱水酶(GDHt)可能的抑制方式,建立了一个包含四种抑制类型的16维切换系统模型.基于状态对参数的鲁棒性定义,以胞外各物质实验值与计算值的相对误差与胞内各物质鲁棒性的加权和作为性能指标,建立了批式流加发酵参数辨识模型,并构造了改进的并行粒子群-序列二次规划算法(PPSO–SQP)对模型进行求解,得到了数值最优的系统参数及3-HPA对GDHt最可能的抑制方式.基于得到的参数辨识模型,为进一步提高终端时刻1,3-PD的浓度,以甘油与碱的注入速度,不同发酵模式之间的切换时刻及模式序列为决策变量,以终端时刻目标产物1,3-PD的浓度为目标函数,建立切换系统最优控制模型.借助松弛法思想,将切换控制问题转化为松弛问题,应用一致逼近理论对松弛问题进行求解,并利用脉宽调制算子将松弛法得到的最优解映射为原问题的最优解.基于该思想,构造了一致逼近算法对上述模型进行求解,得到较为满意的流加策略以及相应的切换模式序列.(本文来源于《鲁东大学》期刊2018-06-01）
王丹,李彩霞,徐恭贤[5]（2017）在《一类微生物流加发酵过程的动态优化》一文中研究指出研究了甘油生物歧化为1,3-丙二醇的流加发酵过程。针对甘油生物歧化为1,3-丙二醇过程的流加发酵系统,建立了在终端时刻是固定值的前提下,以1,3-丙二醇的浓度达到最大值为目标函数的动态优化模型。采用有限元配置法,将甘油流加生物歧化为1,3-丙二醇过程的状态方程转换为代数方程,进而得到模型的NLP(非线性规划)形式。运用Matlab软件求解所建立的动态优化模型,并针对所得到的优化结果进行分析及讨论。(本文来源于《重庆理工大学学报(自然科学)》期刊2017年12期）
尹家宁,翟金刚,冯恩民[6]（2017）在《基因调控非耦联批式流加发酵切换系统的路径辨识》一文中研究指出针对一类非耦联批式流加发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑细胞内外环境、dha调节子的调控作用以及细胞内中间代谢产物3-羟基丙醛(3-HPA)对甘油脱水酶(GDHt)可能的抑制方式,建立了一个包含四条路径及四种切换模式的16维非线性切换系统模型.给出了状态变量关于参数的鲁棒性定义,并以胞外状态变量的计算值与实验值的相对误差、胞内状态变量的鲁棒性为性能指标,建立了一个非耦联批式流加发酵参数辨识模型.分析了系统状态对参数的灵敏度,基于此给出了性能指标与状态约束关于参数的梯度公式.构造了改进的并行粒子群一序列二次规划算法(PPSO-SQP).应用该算法,对辨识模型进行了数值求解,得到了数值最优的系统参数及3-HPA最可能的抑制方式.(本文来源于《系统科学与数学》期刊2017年09期）
程朝辉[7]（2017）在《流加发酵生产细菌纤维素工艺初探》一文中研究指出由于分批培养细菌纤维素的产量受到一定限制,同时葡萄糖的转化率较低,试验探讨采用流加发酵的方式生产细菌纤维素,并根据纤维素产量最终确定最佳流加方案。最佳方案:每隔1 d向叁角瓶中流加20 mL新鲜液体培养基,细菌纤维素的产量最高;向培养液中流加葡萄糖时比补加其他物质的纤维素产量要高;随着流加葡萄糖量的增加,纤维素的产量也呈现增加的趋势,但葡萄糖转化率下降。(本文来源于《食品工业》期刊2017年07期）
李勇昊[8]（2016）在《利用可溶性诱导物批式流加发酵培养里氏木霉生产纤维素酶》一文中研究指出基于木质纤维素类生物质资源生产的生物燃料和生物基化学品具有可再生和环境友好的优点,对经济和社会可持续发展具有重要意义。这类生物质的生物炼制主要包括预处理、纤维素酶生产、纤维素组分酶解糖化和微生物发酵等单元操作及这些操作单元的系统集成和优化,而纤维素酶成本高是制约生物炼制产业化技术开发的瓶颈之一。里氏木霉(Trichoderma reesei)是纤维素酶高产菌株,但该菌株纤维素酶合成需要诱导。纤维素是T.reesei纤维素酶合成的天然诱导物,以微晶纤维素最有效,尽管其价格昂贵。然而,纤维素是不溶性的,需要依靠菌株低水平本底纤维素酶缓慢水解释放出真正诱导物才能诱导纤维素酶大量合成,这一过程显着延长了纤维素酶发酵时间,相应降低了发酵罐纤维素酶生产强度。由于T.reesei液体深层发酵生产纤维素酶为高粘度非牛顿型流体且强好氧过程,生产强度低导致纤维素酶发酵过程搅拌和通风的能耗成本极高。使用预处理后的秸秆、蔗渣及纸浆等廉价纤维质原料作为诱导物,虽然可以解决微晶纤维素等成本高的问题,但菌株本底纤维素酶水解这类纤维质原料的效率极低,导致诱导产纤维素酶效果非常差,纤维素酶发酵生产的能耗成本更高。可溶性诱导物可以被菌株直接利用,预期可以有效解决纤维素类诱导物存在的突出问题,然而目前开发的乳糖等可溶诱导物不仅成本较高,而且纤维素酶诱导效果差。本研究合成了低成本高效可溶诱导物,在此基础上以T.reeseiRut C30为模式菌株,对纤维素酶的发酵生产、纤维素酶系改造优化以及原位生产的粗酶水解预处理后秸秆等过程进行了研究。以葡萄糖为底物,利用β-葡萄糖苷酶催化的转糖苷反应,制备含(β)二糖的可溶诱导物。转糖苷反应特点使反应结束时残留大量葡萄糖,这种葡萄糖和(β)二糖混合物(MGD),可以更好促进菌丝生长,同时高效诱导纤维素酶合成。此外,还选择并研究了 β-1,3-葡聚糖对T.reesei生长和纤维素酶合成的诱导效果。摇瓶实验结果表明MGD和β-1,3-葡聚糖更容易被菌体利用,诱导纤维素酶合成能力分别是乳糖的1.16倍和1.24倍,纤维素酶关键组分基因表达分析进一步验证了这些实验结果。虽然MGD和β-1,3-葡聚糖诱导里氏木酶产纤维素酶效果相近,但是MGD成本较低。利用离子色谱分析了MGD的组成,发现二糖类诱导物主要为龙胆二糖、纤维二糖和槐糖,其中槐糖起最主要诱导作用。比较了酸水解甜菊糖苷制备槐糖和β-葡萄糖苷酶催化转化葡萄糖制备MGD,与酸水解甜菊糖苷相比,β-葡萄糖苷酶催化转化葡萄糖制备MGD在成本以及过程重复性上都有优势,而且无论是使用商业β-葡萄糖苷酶还是自制β-葡萄糖苷酶,其催化转化高浓度葡萄糖生成的MGD,均能高效诱导里氏木霉生产纤维素酶。以MGD为诱导物,在7 L发酵罐中进行液体深层培养T.reesT.Rut C30生产纤维素酶。为避免MGD中高浓度葡萄糖对里氏木霉合成纤维素酶的抑制,开发了基于控制发酵液中葡萄糖浓度流加MGD进行补料的策略,葡萄糖浓度控制为0.05-0.30 g/L。实验结果表明,发酵时间144 h时,纤维素酶活达到90.4 FPU/mL,比报道的乳糖诱导纤维素酶酶活水平高10倍以上,纤维素酶生产强度高达627.1 FPU/L/h,是目前报道T.reesei生产纤维素酶生产强度的3-5倍。为了评价MGD诱导的纤维素酶(Cel-MGD),测定两种纤维素酶的比酶活并利用分泌蛋白组学分析对比了 Cel-MGD与碱预处理后玉米秸秆(APCS)作为诱导物生产纤维素酶(Cel-APCS)的蛋白组成,结果表明Cel-MGD诱导的纤维素酶和β-葡萄糖苷酶比酶活分别提高1.74倍和2.42倍,但Cel-MGD中仍严重缺乏β-葡萄糖苷酶,而Cel-APCS含有更高的木聚糖酶活和纤维素降解辅助蛋白。为了弥补Cel-MGD中严重缺乏β-葡萄糖苷酶的缺陷,构建了组成型强启动子Ppdcl高效过表达外源β-葡萄糖苷酶基因aabgll的表达载体,并利用农杆菌介导的遗传转化方法将其导入T..reeseiRutC30,转化子生产β-葡萄糖苷酶的能力普遍提高。利用产葡萄糖苷酶最高的重组菌T.reesei PB3分批补料发酵生产纤维素酶,156 h纤维酶活超过50 FPU/mL,β-葡萄糖苷酶酶活超过310 CBU/mL,比宿主菌β-葡萄糖苷酶酶活提高约70倍。该重组酶命名为Cel-MGD2,其与补加商品β-葡萄糖苷酶的Cel-MGD水解15%(w/v)APCS性能无显着差别,葡萄糖收率均超过92%,发酵过程乙醇浓度超过44.0 g/L。提高APCS的浓度到20%(w/v),利用Cel-MGD2进行分步糖化发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF)生产乙醇,在SHF工艺条件下发酵120h,终点乙醇浓度达到54.2 g/L,而SSF条件下发酵96h,终点乙醇浓度为52.1g/L。虽然SSF过程产乙醇浓度略低,但乙醇生产强度显着提高。这些结果表明改造后的重组酶不需要复配就可以用于预处理后秸秆类生物质水解。为实现纤维素和半纤维素的综合利用,在T.reesei Rut C30过表达同源外切纤维素酶基因cbh2构建纤维素酶高产菌株,并以MGD和APCS混合诱导物提高纤维素酶中木聚糖酶活性,生产可高效水解含有高浓度半纤维素原料的纤维素降解酶。优化MGD和APCS比例后,通过分批补料,发酵60h时纤维素酶活达到7.17FPU/mL,木聚糖酶活性达到577.55 IU/mL,该粗酶液比MGD或APCS单独诱导的纤维素酶降解APCS的效果更好,而且粗酶液不需要进行任何处理即直接进行预处理后的秸秆水解,粗酶液提高温度至50℃,批次加入APCS至20%,最终测定释放122.5 g/L葡萄糖和40.21 g/L木糖,产糖效果高于已有报道。研究工作进展对高效生产纤维素酶,特别是原位产酶应用于木质纤维素类生物质生物炼制,具有重要意义。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-12-20）
牛腾,翟金刚,冯恩民[9]（2016）在《一类非耦联批式流加发酵混杂系统的最优控制》一文中研究指出针对一类微生物发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑细胞内、外各物质浓度的变化,给出了非耦联批式流加发酵非线性混杂动力系统模型,以碱和甘油的流加速率为控制变量,以终端时刻1,3-PD浓度最大为性能指标,建立了非耦联批式流加发酵切换最优控制模型.应用粒子群优化算法对模型进行求解,通过大规模优化计算得到了甘油和碱的最优流加策略.数值结果表明依该流加策略,可以有效提高终端时刻1,3-PD的浓度.(本文来源于《系统科学与数学》期刊2016年12期）
牛腾[10]（2016）在《微生物批式流加发酵非线性切换系统的最优控制》一文中研究指出本文以微生物批式流加发酵甘油生产1,3-丙二醇(简记为1,3-PD)的实际问题为背景,以提高目标产物产量为目标,研究了非耦联批式流加发酵过程的非线性切换系统及最优控制.该项研究工作不仅扩展了最优控制理论以及优化算法的研究,所得结果还为实际的发酵实验提供了参考.本文的主要研究工作可概括如下:1、针对一类微生物发酵生产1,3-PD问题,综合考虑细胞内、外各物质浓度的变化,给出了非耦联批式流加发酵非线性切换动力系统,以甘油和碱的流加速率为控制变量,为使终端时刻1,3-PD的浓度最大,建立了非耦联批式流加发酵切换最优控制模型.应用粒子群优化算法对模型进行求解,通过大规模优化计算获得了甘油和碱的最优流加策略.数值结果表明依该流加策略,能够有效提高终端时刻1,3-PD的浓度.2、综合考虑细胞内、外各物质浓度的变化,建立了非线性切换系统来描述非耦联批式流加发酵.以甘油和碱的流加速率,甘油的切换时刻以及模式序列为控制变量,为使终端时刻1,3-PD的浓度最大,提出了带有控制约束和状态约束的切换最优控制问题.为了获得一个数值解,讨论了一个参数选择问题来近似原来的带有约束的切换最优控制问题.基于精确罚函数法,提出了一个基于梯度的算法.得到的终端时刻1,3-PD的浓度明显高于之前的研究结果,为实验室研究生产1,3-PD提供重要参考.3、综合考虑细胞内、外各物质浓度的变化,在切换次数和切换顺序预先不确定的状态下,研究了一个状态依赖的有四种模式切换的非线性切换系统.以甘油和碱的流加速率,不同模式之间的切换时刻以及模式序列为控制变量,为使终端时刻1,3-PD的浓度最大,提出了带有控制约束、状态约束以及终端约束的切换最优控制问题.建立了嵌入系统,讨论了切换最优控制问题和对应的嵌入系统最优控制问题的关系.基于并行原理,构造了一个并行算法.应用该算法求得终端时刻1,3-PD的浓度较之前的研究又有了明显提高,这不仅证明了该算法的有效性,也为实际发酵实验提供了参考.(本文来源于《鲁东大学》期刊2016-06-01）
流加发酵论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对一类非耦联批式流加发酵生产1,3-丙二醇(1,3-PD)问题,综合考虑反应过程中存在的时间延迟及dha调节子的调控作用,得到了一个含细胞内外要素及调节子等各物质浓度变化的非线性时滞切换系统.为最大化1,3-PD产量的同时提高甘油的转化率,以甘油和碱的流加速率、切换时刻为决策变量,建立了包含时滞切换系统和状态不等式约束的多目标优化模型.利用Normal Constraint(NC)方法,将多目标优化转化为一系列单目标优化问题,讨论了含多个时滞量的梯度计算公式,构造了基于序列二次规划方法的数值优化算法(MPA-SQP),通过大规模优化计算,得到了有参考价值的Pareto解.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
流加发酵论文参考文献
[1].吕东雪.一类微生物流加发酵过程的参数辨识[D].渤海大学.2019
[2].高晓华,翟金刚,冯恩民.一类基因调控批式流加发酵的时滞切换系统多目标优化[J].系统科学与数学.2019
[3].王丹.一类微生物流加发酵过程的动态优化[D].渤海大学.2018
[4].尹家宁.基因调控批式流加发酵模型的参数辨识与优化[D].鲁东大学.2018
[5].王丹,李彩霞,徐恭贤.一类微生物流加发酵过程的动态优化[J].重庆理工大学学报(自然科学).2017
[6].尹家宁,翟金刚,冯恩民.基因调控非耦联批式流加发酵切换系统的路径辨识[J].系统科学与数学.2017
[7].程朝辉.流加发酵生产细菌纤维素工艺初探[J].食品工业.2017
[8].李勇昊.利用可溶性诱导物批式流加发酵培养里氏木霉生产纤维素酶[D].大连理工大学.2016
[9].牛腾,翟金刚,冯恩民.一类非耦联批式流加发酵混杂系统的最优控制[J].系统科学与数学.2016
[10].牛腾.微生物批式流加发酵非线性切换系统的最优控制[D].鲁东大学.2016
论文知识图
