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1、谷氨酸发酵论文：谷氨酸发酵过程建模及其仿真软件的开发【中文摘要】微生物发酵过程具有高度的非线性和时变性,其内在机理非常复杂。随着市场需求增长,发酵罐从几立方米发展到上千立方米,若操作控制不当,将会造成极大的经济损失。另外,实际发酵过程还存在着生产周期较长等缺点,由于这些原因,对于发酵过程的实验研究就有很多的限制,因此设计发酵仿真软件,对发酵过程的实验研究有较大的价值。建立能够描述过程机理特征的数学模型是实现仿真功能,开发发酵仿真软件的前提和基础。本文对谷氨酸发酵过程和影响发酵的主要因素进行了全面的了解和分析,并根据发酵动力学分别针对分批发酵和补料分批发酵建立了较为详尽的非构造式动力学模型。在
2、建立动力学模型之后,使用曲线拟合和遗传算法对模型中的未知参数进行辨识,利用求解后模型的仿真结果,证明了算法的有效性和模型的可行性。模型能较好的反应发酵过程主要状态变量的变化情况。在得到准确动力学模型基础上,利用Matlab强大的数学计算功能和VB在图形化界面设计方面的优势,结合VB、Matlab以及Access三者之间的动态数据交换技术,开发了一套具有友好用户界面和较强功能的发酵过程仿真软件,实现对谷氨酸发酵过程的模拟。最后,利用仿真软件得到的大量发酵仿真数据,建立了BP神经网络发酵预估模型,为进一步研究发酵过程控制以及各个具体的控制变量的优化打下了基础。【英文摘要】Microbeferme
3、ntationprocesspossessesnon-linearityandtime-variability,anditsinher-entmechanismisverycomplex.Withtheincreaseofthemarketneed,thevolumeoffermentorrangefromseveralcubicmeterstothousands.Iferroroccurswhenoperating,theeconomiclosswillbehuge.Inaddition,fermentationprocesshasotherdefectsincludinglongprod
4、uctioncycle,whichwillrestricttheresearchofthefermentationprocess.Forthesereasons,designingthesimulationsoftwareforthefementationhasremarkablevalueonthereaserchoffermentationprocess.Aneffectivemodelwhichcandescribethecharacteristicsofthefermentationprocessisthefoundationtorelizethesimulationandtodes
5、ignthesimulationsofeware.Aftercompreh-ensiveunderstandingtheglutamicacidfermentationprocessandthecentralfactorswhichaf-fectthefermentation,theauthorestablishunstructureddynamicalmodelsforthebatchandfed-batchfermentationprocessrespectively.Curvefittingandgeneticalgorithmareintroducedtosolvetheestabl
6、ishedmodel.Thesimulationresultofthesolvedmodelprovedthatthealgorithmsareefficientandthemodelisfeasible.Themodelcanexactlyreflectthefermentationprocess.Onthebasisofthesolvedmodel,thesimulationsoftwareisdesignedbyutilizingtheMatlab,VisualBasicandAccess.ForthepowerfulcomputationalcapabilityofMatlab,th
7、eadvantageintheinterfacedesignofVBandthedatahandlingcapacityofAccess,thesoftwarehasauser-friendlyinterfaceandpowerfulfunctions.Finally,basedonthefermentationdataobtainedfromthesoftware,theBPneuralnetworkpre
