混杂模型模拟甘油发酵过程
甘油微生物间歇发酵过程的参数辨识
甘油微生物间歇发酵过程的参数辨识谭雯心;张静;宋一凡;徐恭贤【摘要】研究了甘油微生物间歇发酵过程的参数辨识问题.针对该问题,首先建立了以斜率误差准则为目标函数的参数辨识优化模型,然后应用B样条法估计实验数据的一阶导数,最后应用遗传算法求解该优化模型.计算结果表明本文方法是有效的.【期刊名称】《渤海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(037)004【总页数】5页(P304-307,312)【关键词】间歇发酵;B样条;优化模型;遗传算法;参数辨识【作者】谭雯心;张静;宋一凡;徐恭贤【作者单位】渤海大学数理学院,辽宁锦州121013;渤海大学数理学院,辽宁锦州121013;渤海大学数理学院,辽宁锦州121013;渤海大学数理学院,辽宁锦州121013【正文语种】中文【中图分类】O291, 3-丙二醇是一种粘稠液体，易溶于水、醇、醚等有机溶剂，是一种重要的化工原料，其应用前景广阔，近年来备受国内外学者的重视〔1〕. 曾安平等〔2〕针对底物和产物建立了动力学模型. 修志龙等〔3〕对这一动力学模型进行了改进. 在此基础上，徐恭贤等〔1,4,5〕研究了甘油生物歧化为1, 3-丙二醇过程的H∞控制与优化控制. 高群王等〔6〕研究了甘油生物歧化为1, 3-丙二醇过程的稳态优化. 高群王等〔7〕研究了一类连续生物过程的双目标优化. 王明美〔8〕基于三次样条插值算法研究了甘油间歇生物歧化为1, 3-丙二醇的参数辨识问题. 本文以斜率误差准则为目标函数建立参数辨识优化模型；然后利用B样条法估计实验数据的一阶导数；最后采用遗传算法优化模型中的参数.甘油微生物发酵过程的物料平衡可由下列方程式给出〔9,10〕：其中：x1为生物量，g/L；x2为反应器中底物的浓度,mmol/L；x3、x4、x5分别为产物1, 3-丙二醇、乙酸、乙醇的浓度，mmol/L；t为发酵时间，h；μ为细胞比生长速率，h-1；qs、qPD、qHAc、qEtOH分别为底物甘油的比消耗速率与产物1, 3-丙二醇、乙酸、乙醇的比生成速率，mmol/(g·h)；x=(x1,x2,x3,x4,x5)T,p=(p1,p2,…，p16)T.式(1)～(5)中，其中式(6)～(10)中参数的意义见文献〔9〕.为了得到式(6)～(10)中参数pj(j=1,2,…,16)的最优值，本文建立了如下参数辨识优化模型：s.t.μ(x,p)≥0qS(x,p)≥0qPD(x,p)≥0qHAc(x,p)≥0qEtOH(x,p)≥0其中，ei(th)表示第i个变量在时间t=th时底物和产物浓度的实验值导数；i(th)表示第i个变量在时间t=th时底物和产物浓度的计算值导数；eimax表示第i个变量浓度实验值导数的最大值；NS表示实验时间点的个数；和分别表示pj的下界和上界.为了求解参数辨识模型(11-18)，本文首先应用修正配置法〔11〕将式(12)表示为如下代数方程：xi(th)=xei(th-1)+0.5ηh(fi(xe(th),p)+fi(xe(th-1),p))，h=1,2,…,NS,i=1,2，…，5 式(19)中，ηh=th-th-1，然后将参数辨识模型(11)～(18)转化为如下优化问题：s.t. xi(th)=xei(th-1)+0.5ηh(fi(xe(th),p)+fi(xe(th-1),p))，h=1,2,…，NS,i=1,2,…,5式(13)～(18)优化问题(20)可进一步转化为如下无约束优化问题：min Q=J+J1s.t.式(21)中，J1可表示为：J1=ρ{{min{μ(x,p),0}}2+{min{qs(x,p),0}}2+{min{qPD(x,p),0}}2其中，ρ=108,Zi(x,p)=xei(th-1)-xi(th)+0.5ηh(fi(xe(th),p)+fi(xe(th-1),p),h=1,2,...,NS,i=1,2, (5)本文应用MATLAB软件求解优化问题(21)～(22). 首先应用B样条法估计实验数据的一阶导数，其计算值如图1所示. 然后应用遗传算法得到参数的最优值，其优化结果如表1所示. 表2为本文方法与已有文献的结果比较，由表2可知本文方法得到的误差值比文献〔8〕得到的误差值小.针对甘油微生物间歇发酵过程的参数辨识问题，本文建立了与其特点相适应的参数辨识优化模型，并利用有效的方法进行求解. 与已有方法相比，本文方法的计算结果更准确.〔1〕徐恭贤, 邵诚, 钱伟懿. 非线性生化过程的优化与控制〔M〕. 北京: 科学出版社, 2015.〔2〕ZENG A P, DECKWER W D. A kinetic model for substrate and energyconsumption of microbial growth under substrate-sufficient conditions 〔J〕. Biotechnology Progress, 1995, 11(1): 71-79.〔3〕修志龙, 曾安平, 安利佳,等. 甘油连续生物歧化过程的过渡行为及其数学模拟〔J〕. 高校化学工程学报, 2000, 14(1): 53-58.〔4〕徐恭贤, 邵诚, 修志龙. 甘油生物歧化为1, 3-丙二醇过程H∞控制〔J〕. 自动化学报, 2006, 32(1): 112-119.〔5〕XU G X, SHAO C, XIU Z L. Optimizing control of bio-dissimilation process of glycerol to 1, 3-propanediol〔J〕. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2008, 16(1): 128-134.〔6〕高群王, 徐恭贤, 王佳星. 一类生物过程的优化〔J〕. 重庆理工大学学报(自然科学), 2015, 29(10): 152-158.〔7〕高群王, 李杨, 宋一凡, 等. 一类连续生物过程的双目标优化〔J〕.渤海大学学报(自然科学版), 2016, 37(3): 213-218.〔8〕王明美. 甘油间歇生物歧化过程的参数辨识〔D〕. 锦州: 渤海大学, 2015. 〔9〕修志龙, 曾安平, 安利佳. 甘油生物歧化过程动力学数学模拟和多稳态研究〔J〕. 大连理工大学学报, 2000, 40(4): 428-433.〔10〕XIU Z L, SONG B H, WANG Z T. Optimization of dissimilation of glycerol to 1, 3-propanediol by Klebsiella pneumoniae in one-and two-stage anaerobic cultures〔J〕. Biochemical Engineering Journal, 2004, 19(3): 189-197.〔11〕TSAI K Y, WANG F S. Evolutionary optimization with data collocation for reverse engineering of biological networks〔J〕. Bioinformatics, 2005, 21(7): 1180-1188.。
第六章 典型发酵过程动力学及模型
rX/rX rS/rX rP/rX
二、微生物生长动力学
1. 细胞反应的得率系数
对底物的细胞得率：
YX / S
生 成 细 胞 的 质 量 消 耗 底 物 的 质 量
rX rX0 Dm X ＝ DmS rs0 rs
Dm X ＝ DmO
对氧的细胞得率：
YX / O
生 成 细 胞 的 质 量 消 耗 氧 的 质 量
摄氧率 与 呼吸强度
四、
代谢产物生成动力学
相关型
部分相关型
非相关型
四、
代谢产物生成动力学
1）偶联型 也叫产物形成与细胞生长关联模式(相关模型），产物的形成和菌体 生长是平行的。在该模式中，产物形成速度与生长速度的关系 可表示为： rP = YP/X rx = YP/XμX = αμX qP = αμ
μ= μmS/(KsX+S) μ=KsSn
菌体生长，基质消耗
1959
1963 1972
Dabes等
尺田等 Bailey
S=Aμ+Bμ/(μm＋μ)
μ2/K-(Ks+S)μ-μmＳ=0 μ= μmS/(Ks+S)-D 微生物维持代谢
1973
1975 1977
二、微生物生长动力学
5、无抑制、多种基质限制下的细胞生长动力学
一、 数字拟合法 根据小型试验、中型试验或生产装置上实测的数据，利用 现代辨识技术，找出个参量之间的函数关系而建立数学模 型的方法。
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 2 3 4 5 y = 3.5348e
细胞生长
微生物生化反应动力学
产物生成
发酵过程反应的描述
第七章_典型发酵过程动力学及模型
rx max
1 s0 x Yx / s x 1 K s s 0 x Yx / s
29
μ
ρs 浓度增加到对生长
无限制时
rx
rmax
ρs浓度
低时
ρs
ρx,Opt
ρx
细胞生长速率与限制性底物浓 度的关系
rx—ρx关系曲线
Monod方程仅适用于生长较慢的细胞，此时细胞的生长才 与基质浓度呈简单的线性关系。
30
Monod方程求解方法
max s K s s
s s Ks max max
斜率=1/μmax
截距=Ks/μmax
31
在一定条件下培养大肠杆菌，得如下数据： S(mg/l) 6 μ(h-1) 0.06 33 64 153 221 0.24 0.43 0.66 0.70
16
微生物生长动力学
• 细胞反应过程包括：细胞的生长、基质 的消耗和代谢产物的生成。 • 细胞的生长繁殖过程既包括细胞内的生 化反应，也包括胞内和胞外的物质交换 ，具有多相、多组分、非线性的特点。 • 细胞的培养和代谢是一个复杂的群体生 命活动，伴随着每个细胞的生长、成熟 、衰老，以及退化、变异等等。 • 因此，合理简化，构建数学模型方能进 行工程应用。
μ：菌体的生长比速 S：限制性基质浓度 Ks：半饱和常数 μmax: 最大比生长速度
S Ks S
单一限制性基质：就是 指在培养微生物的营养 物中，对微生物的生长 起到限制作用的营养物。
上式中 μmax 称为最大比生长速率，是在 S >> KS ，且其他成分保持不变的情况下取得的。S 是限 制性底物浓度。 当μ＝1/2μmax 时，有KS= S，所以，莫诺常数（ 或称半饱和常数）KS 代表当微生物的生长速率 等于最大比生长速率的一半时的底物浓度；KS 表示微生物对底物的亲和力。
甘油发酵
前言发酵法甘油，是以淀粉质或糖质为原料，经醉母发酵、浓缩、提纯得到的各类精制甘油。
本标准为发酵法甘油产品系列标准，其优等品非等效采用《英国药典(BP))-1993年版;一等品等效采用《日本添加物公定书》-1994年版。
本标准的附录A}加热试验、脂肪酸与醋类和丙烯醛、葡萄糖与钱盐试验方法》为标准的附录。
本标准由中国轻工总会质量标准部提出。
本标准由全国食品发醉标准化中心归口。
本标准起草单位:无锡轻工大学、山东省昌邑市化肥厂和中国食品发酵工业研究所。
本标准主要起草人:诸葛健、方慧英、邵明才、田栖静。
中华人民共和国轻工行业标准甘油(发酵法)1 范围本标准规定了甘油(发酵法)的产品分类、技术要求、试脸方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存要求。
本标准适用于以淀粉质(水解糖液)或糖质为原料，经酵母发醉生成丙三醉，进一步浓缩、提纯得到的各类精制甘油。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 191—199。
包装储运图示标志GB 601—1988 化学试剂滴定分析(容量分析)用标准溶液的制备GB 603—1988 化学试剂试验方法中所用制剂及制品的制备GB 12309—1990 工业玉米淀粉GB /T 13216.1—1991 甘油试验方法捅装甘油取样方法GB /T 13216.2—1991 甘油试验方法透明度的侧定GB /T 13216.3—1991 甘油试验方法气味的测定GB /T 13216.4—1991 甘油试验方法色泽的测定(Hazen 单位铂一钻色度)GB /T 13216.5—1991 甘油试验方法 20℃时密度的测定GB /T 13216.6—1991 甘油试验方法甘油含量的侧定GB /T 13216.7—1991 甘油试验方法氯化物的限量试验GB /T 13216.8—1991 甘油试验方法硫酸化灰分的测定(重量法)GB /T 13216.9—1991 甘油试验方法酸度或碱度的测定(滴定法)GB /T 13216.13—1991 甘油试验方法还原性物质的试验GB /T 15108—1994 原糖QB 1840—1993 工业薯类淀粉中华人民共和国药典1995年版(二部)3 产品分类按其产品质量及用途分为三类。
甘油生产工艺流程设计
甘油生产工艺流程设计化学工程与工艺专业化工工艺课程设计说明书题目：年产5000吨甘油生产工艺流程设计学号：姓名：年级：指导教师：完成日期：2012 年月日目录1.总论 (6)1.1概述 (6)1.1.1甘油的性质 (6)1.1.2产品用途 (7)1.1.3甘油在国民经济中的重要性 (7)1.1.4甘油的市场需求 (7)1.2设计的目的与意义 (8)1.2.1设计的目的 (8)1.2.2设计的意义 (8)1.3项目设计根据与原则 (8)1.3.1设计根据 (8)1.3.2设计原则 (8)1.4设计范围 (9)1.5甘油生产能力及产品质量标准 (9)1.5.1生产能力 (9)1.5.2产品质量标准 (9)2.生产方案选择 (10)2.1生产方法 (10)2.1.1以天然油脂为原料的生产 (10)2.1.2合成甘油的生产 (11)2.1.3发酵甘油的生产 (14)2.2生产方案确定 (16)3.生产工艺流程设计与说明 (17)3.1生产工艺流程图 (17)3.2.生产工艺流程说明 (19)4.工艺计算 (22)4.1物料衡算 (22)4.1.1原辅物料的计算 (22)4.1.2物料衡算汇总列表 (26)4.1.3水、电、煤的用量计算 (27)4.2热量衡算 (28)4.2.1蒸汽喷射液化器工段 (28)4.2.2连消工段 (28)4.2.3无菌空气制备工段 (30)4.2.4蒸发浓缩工段 (34)4.2.5减压蒸馏工段 (35)5.设备设计与选型 (36)5.1要紧设备的选型 (36)5.2辅助设备的选型 (45)6.车间布置设计 (47)6.1厂房布置原则 (47)6.2厂房的整体布置设计 (48)6.3车间设备布置设计 (48)7.设计评析与总结 (56)参考文献 (58)1.总论1.1概述1.1.1甘油的性质(1)性质外观无色透明粘稠液体，无臭、无味、具有吸湿性、保润性、软化性，极显汲取空气中的水分，水溶液呈中性，可与水、乙醇、甲醇任意比例混合。
甘油发酵的代谢与调控
丙酮酸
乙醛
乙醇
乙酸
NADH+H+
a-磷酸甘油 NAD+
甘油
展望
• 关于HOG途径对细胞生理功能的影响极其作 用机制的探索是一个重要的研究方向。 • 通过定点突变或其他分子生物学方法研究N 端氨基酸残基的功能将进一步揭示GPD基因 的生理功能。 • 在借鉴酿酒酵母研究基础上，开展非酿酒 酵母，特别是工业应用酵母如产甘油假丝 酵母的CgGPD基因结构与特殊功能及其催化 机理之间的关系
• 某些调控因子能够对已经磷酸化的HOG1进 行去磷酸化，从而也会降低GPD基因的表达， 细胞的甘油合成能力随之下降，同时胞内 过量的甘油也通过甘油通道蛋白迅速输送 到胞外，从而控制胞内甘油水平。因此， 细胞通过HOG信号途径能够精确调控自身甘 油合成能力和积累水平。
• 实际上甘油发酵过程中，仍有一些乙醇生 成，因为亚硫酸氢钠不能加入太多，否则 会使酵母中毒而导致发酵终止。因此，未 被亚硫酸氢钠结合的部分乙醛还可以转化 为乙醇。同时，酵母进行第二类发酵未能 获得能量，必须依靠部分酒精发酵以获得 能量。
• 由于酿酒酵母细胞缺乏转运酶活力，胞质 中的NAD+/NADH无法穿过线粒体膜，所以 为了维持胞内氧化还原平衡，还原性辅酶 必须在相应的区室内重新氧化成NAD+。因 此当酵母细胞处于厌氧环境中时通过诱导 GPD2和GPP1表达由DHAP到G3P的生化反应 促使细胞合成甘油消耗NADH成为调节胞内 氧化还原平衡的最主要且最重要的方式之 一。
由于酿酒酵母细胞缺乏转运酶活力胞质中的nadnadh无法穿过线粒体膜所以为了维持胞内氧化还原平衡还原性辅酶必须在相应的区室内重新氧化成nad此当酵母细胞处于厌氧环境中时通过诱导gpd2和gpp1表达由dhap到g3p的生化反应促使细胞合成甘油消耗nadh成为调节胞内氧化还原平衡的最主要且最重要的方式之2atpnahso2adpco3磷酸甘油醛丙酮酸乙醛乙醛hso2atp2adpnad乙醇葡萄糖16二磷酸果糖磷酸二羟丙酮a磷酸甘油甘油当酵母细胞处于渗透压胁迫状态时gpd1和gpp2在短时间内诱导表达促使代谢流迅速转向甘油合成途径并大量在胞内积累以平衡外界渗透压从而保护细胞免受渗透脱水的损伤
甘油发酵制pdo流程
甘油发酵制pdo流程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：甘油发酵制PDO的流程主要包括甘油预处理、发酵、纯化和提炼四个步骤。
首先是甘油的预处理，甘油作为原料要经过一系列的处理才能用于发酵制备PDO。
甘油预处理的主要目的是去除杂质和提高甘油的纯度，以保证后续的发酵过程能够顺利进行。
甘油预处理包括脱水、脱杂和精炼等工艺步骤，通过这些步骤可以得到高纯度的甘油。
接下来是发酵过程，甘油经过预处理后将进入发酵罐中与特定的微生物菌种进行发酵反应。
在适当的发酵条件下，微生物将利用甘油中的碳源合成PDO，同时产生一定量的代谢产物。
发酵过程需要控制好温度、pH值、氧气供应等参数，以保证微生物的生长和PDO的合成效率。
通常在几天到几周的时间里，甘油会被完全转化为PDO，此时发酵液中会有一定量的PDO和代谢产物。
随后是纯化过程，通过对发酵液进行提取、结晶、过滤等操作，可以将PDO从代谢产物和其他杂质中分离出来。
纯化过程可以采用化学方法、物理方法或生物方法，根据不同的工艺和设备可选择适当的分离技术。
在纯化过程中，需要注意控制好操作条件，确保PDO的纯度达到要求，以便用于下游的应用。
最后是提炼过程，通过进一步的精细处理和洗涤操作，可以得到高纯度、优质的PDO产品。
提炼过程包括溶解、结晶、干燥等步骤，可以去除残留的杂质、水分和溶剂，最终得到符合工业标准的PDO颗粒或片状产品。
此时的PDO已经具备良好的物理性能和化学性质，可以广泛应用于医药、化妆品、包装等领域。
甘油发酵制PDO的流程复杂而精细，需要在每个步骤中控制好操作条件、选择合适的工艺和设备，才能得到高品质的PDO产品。
随着生物可降解材料的市场需求不断增长，甘油发酵制PDO技术将会得到更广泛的应用和推广，为环境保护和可持续发展做出贡献。
【2000字】第二篇示例：甘油发酵制PDO（聚丙烯-1,3-二二醇）是一种常见的生物合成工艺，它将甘油作为碳源，通过微生物发酵生产出一种重要的生物可降解聚合物。
甘油葡萄糖共发酵：一个以利用丙酸杆菌生产丙酸的成熟的工艺
甘油/葡萄糖共发酵：一个以利用丙酸杆菌生产丙酸的成熟的工艺摘要共发酵是一个提高主体代谢产物的有效的策略,以甘油和葡萄糖作为碳源可以用来研究丙酸的生产。
带着提高丙酸生产量的目的，我们对丙酸杆菌利用甘油、葡萄糖以及它们混合物对丙酸生产的作用进行了研究。
培养基中丙酸的产量从0.475μg甘油和0.303μg葡萄糖独自发酵提高到了0.572μg利用甘油/葡萄糖4/1 (mol/mol)共发酵。
最大的丙酸和底物转化率分别为21.9克L-1和57.2%（w/w）。
明显高于以甘油或葡萄糖为唯一碳源。
在分批补料发酵试验中，最大的丙酸产量和底物转化效率分别为29.2 g L-1和54.4%（w/w）。
这些结果表明，甘油/葡萄糖共发酵可以更好的替代传统的丙酸发酵。
引言丙酸，一种重要的防霉剂和化学中间体，被广泛的应用于工业生产尤其是食品工业中。
2006年，丙酸的全球年生产能力为349000吨。
预测2010年前年需求增长为2.5%。
目前几乎所有的丙酸均是由石油化工流程生产的。
但丙酸的生物合成因其可再生的生物原料来源和消费需求的日益增长有望成为一个有前途的选择。
虽然目前已经对由丙酸杆菌发酵生产乳酸产生了浓厚的兴趣。
但生产丙酸的浓度、产量和生产效率相对较低，这是阻碍其进行经济利用的最主要的障碍。
碳源，是在丙酸生产过程中最重要的营养元素。
丙酸杆菌可以利用不同的碳源来进行菌株生长和形成有机酸。
但特定的碳源对细胞的生长以及底物的消耗量和副产物的形成有极大的影响。
碳源通过细胞反应影响丙酸杆菌的丙酸发酵动力学，重新分配发酵最终产物来实现氧化还原平衡。
丙酸发酵过程中不同碳源的代谢模式已经通过使用代谢化学计量分析证明，同时也被证明存在不同的控制机制。
为了达到最大的丙酸产率并减少代谢产物的生成，需要对丙酸生产过程中的碳源利用做进一步优化。
传统丙酸发酵通常采用单一碳源，混合碳源也已被提出作为有用的替代品。
通常，唯一的碳源不能满足丙酸杆菌生长和丙酸的生产要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｔ ｎ ｒｓ ｔ． ｉ ｅ ｕｌ ｏ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ， ｙ ｗｏ ｄ ：１ ３一ｐ ｏ ａ ｅ ｉｌ ｌ ｃ ｒ ｌ ｔ ｂ ｌ ｍ ；ａ ｔ ｃ ａ ｎ ｕ Ｍ ｅｗｏ ｋ；ｈ ｂ ｄ ｍｏ ｅ ｒ ｐ ｎ ｄ ｏ ；ｇｙ ｅ ｏ ａ ｏｉ ｍｅ ｓ ｒ ｆ ｉｌ ｅ ｒ Βιβλιοθήκη ｔ ｒ ｉ ｉ ｙ ｒ ｄｌ ｉ
Ｚ ＮＧ ｆｎ—ｌｎ ， Ｕ ｅ ，Ｌ ｉ ＨＡ ｉ ｏ ｇ ＩＨｕ
（ ｉｇ ａ ｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎｌｇ ，Ｓ ａ ｄｎ ｉ ｄ ｏ２ ６ ４ ； ｉｚ ｏ ｈ ｍ ｃｌ ｒｕ ， １Ｑｎ ｄｏＵ ｉ ｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙ ｈｎ ｏｇＱｎ ａ ６ ０ ２ ２Ｂｎｈ ｕＣ ｅ ｉａ Ｇ ｏ ｐ ｅ ｔ Ｓｅ ｏ ｇ Ｓ ａ ｄｎ ｉｚｏ ５ ６ ０； ｉｚｏ ｏａｉ ａ Ｃ ｌ ｇ ，Ｓ ａｄ ｎ ｉｚｏ ５ ６ ３， ｈｎ ） ｈ ｎ ｏ ｇＢｎｈ ｕ２ ６ ０ ３Ｂｎｈ ｕＶ ｃｔ ｎ ｌ ｏｌ ｅ ｈｎ ｏｇＢｎｈｕ２ ６ １ Ｃ ｉａ ｏ ｅ
的模 拟结果 。
关键 词 ：， 一 １３ 丙二醇； 代谢工程 ； 混杂模型； 甘油发酵； 人工神经网络
Ｄｙ ｍ ｉ ｏ ｅ ｓＭ ｏ ｅｌ ｆＧｌ ｃ ｒ ｌＦｅ ｍ ｅ ｔ ｔｏ ｆｅ ｅ ｔａ ｙ ｒｄ Ｍ ｏ ｌ ｎａ ｅ Ｐｒ ｃ ｓ ｄ ｌｉ ｏ ｙ ｅ ｏ ｒ ｎ ａ ｉ ｎ ｂｙ Ｄｉ ｒ ｎ ｉｌＨ ｂ ｉ ｎｇ ｄｅ
ｉｇ ｆ ｎ ｔ ｎ ｔａｎ ｄ ．Ｔ ｅ ａｔ ｃａ ｅ ｒ ｌｎ ｔ ｏ ｋ ｓｒ ｃｕ ｅ ｗ ｓｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ，ｗｈ ｃ ａ ｓ ｕ ｃｉｎ ＯＤＥ ５ ｉ ｓｒ ｃｉｎ ｎ ｃｉ ｒ ｉ ｇ ｘ ｈ ｒ ｆ ｉｌ ｕ ａ ｅｗ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｓ ｌ ｅ ｕ ｏ ｉ ｉ ｎ ａ ｓ ｉｈ ｃ ｎ ｕ ｅ ｆ ｎ ｔ ｏ ４ ｎ ｔ ｔ ｓ ｕ ｏ ｏ ｙ ｒ ｍｏ ｅ ｆ ｈ ａｃ ｒ ｃ ｓ ｎ ｅ ｆｒｈ ｂ ｉ ｄ ｌｏ ｅ ｂ ｔｈ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｄ ｆ ｄ—ｂ ｔｈ ｐ ｏ ｅ ｓｔ ｅ ｓ ｌ ｔ ｎ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｑ ａｉ ｎ ， ｎ ｏ ｏ ｄ ｓｍｕ ａ ｄ ｔ ａｃ ｒ ｃ ｓ ｔ ｏｕ ｉ ｆｄｆ ｒ ｎ ｉ ｕ ｔ ｓ ａ ｄ ｇ ｔｇ ｏ ｉ ｌ － ｏ ｈ ｏ ｆ ａｅ ｏ
Ｈｙ ｒ ｅ ａ ａ ｔ ｃ ｍａ ｅ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ ｅ ｉ ｃ ｌ ｍｏ ｅ ａａ ｃ ｄ，ｗ ｓ ｓ ｅ ｉ ｌ ｕ ｔｂ ｅ ｆ ｒ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｉａｅ ｂ ｄ ｓ ｍｉ ｒ ｍｅｒ ｄ ｈ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｍｐ ｒ ａ ｄ ｌ ｂ ｌ ｎ ｅ ｉ ｐ ｉ ｉ ａ ｐ ｃａｌ ｓ ｉ ｌ ｏ ｈ ｏ ｌ ｔ ｄ ｙ ａ ｃ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅｖ ｒ ｏ ｌｘ ｂ ｏｏ ｉ ａ ｙ ｔｍ ，ｍａ ｂ ａｎ ｔ ｅ ｍａ ｓｄ ｔ ｔ ｏ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄ， ｉｈ ｇ ｔ ｔ ｎ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ｙ ｃ ｍｐ ｅ ｉｌ ｇｃ ｌｓ ｓｅ ｈ ｙ ｏ ｔｉ ｓ ａ ａｗｉ ｎ ｃ ａ ｉ ｈ ｈ ｍ ｘ ｏ ｎ ｅ ｗｈ ｃ ｏ ｔ — ａｅ
摘 要 ： ， 丙二醇为研究对象， 以１３一 首先建立了甘油发酵的混合半参数模型。混杂半参数模型就是机理与经验模型之间的平
衡， 特别适用于复杂系统 ， 当然也 包括非常复杂的生物系统 ， 以不 通过机理 阐明而得到大 量数据 ， 可 近来受 到人 们的重视 。根 据建立 好的混杂模型 ， 我们利用提前终止法提高 了 Ｂ Ｐ神经 网络 的泛化能力 ， 最终确定了隐含层神经元个 数为 ８ 训 练函数为 ｔ ｉｇｘ ， ｒ ｎ ｄ 。根据 ａ 已经建立好了的人工神经网络结构 ， 利用 Ｏ Ｅ ５函数对 间歇和批 示流加过程混杂模 型的微分方程组进行积分求解 ， Ｄ４ 最后得 到 了较好
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔａ ｎ ３一ｐ ｏ ａ ｅ ｉ ｓ ａ ｓ ｕ ｋｉｇ １， ｒ ｐ ｎ ｄ ｏ ａ ｎ ｉｓ ｅ，ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｔ ｙ ｒｄ ｍｏ ｅ ｓｄｅ ｅｏ ｅ ｏ ｌ ｃ ｒ ｌｆｒ ｎ ａｉｎ． ｈ ｉｃｅ ｅ ｈ ｂ ｄ ｌｗａ ｖ ｌ ｐ ｄ ｆ ｒｇｙ ｅｏ ｅ ｍｅ ｔｔｏ ｉ
・
８・ ８
广州化工
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 ２ 期 ｌ
混 杂 模 型 模 拟 甘 油 发 酵 过 程
张 金 龙 ，吴 杰 ，李 会。
（ 青 岛科技 大学，山东 青岛 ２６４ ；２滨化 集团，山东 滨州 ２ ６０ ； １ ６０２ ５６０ ３滨州职业学院，山东 滨州 ２ ６ １ ） ５６３