枯草芽孢杆菌发酵过程的在线检测研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文枯草芽孢杆菌发酵过程的在线检测研究作者姓名：徐猛指导教师：贺忠海副教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：检测技术与自动化装置2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：白秋果教授景春国副教授王书涛教授东北大学2014年6月万方数据AThesisfortheDegreeofMasterinMeasurementTechnologyandAutomationEquipmentsStudyon0n—linedete

2、ctionofBacillussubtilis-I-lermentationDrocessByXuMengSupervisor：AssociateprofessorHeZhonghaiNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=占▲思。学位论文作者签名：绦氆

3、日期：别俨、f，z笋学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年∥一年半口学位论文作者签名：衡疆签字日期：油f午，f．2争两年口导师签名：梗也涛签字日期：加f尹·ftz午万方数据东北大学硕士学位论文摘要枯草芽孢杆菌发酵过程的在线检测研究摘要发酵工程是21世纪的高新科学技术之一，它作为

4、最早的微生物学研究领域，在过去的几百年里为人类的生产、生活和社会的发展做出了巨大的贡献。在农业、医药工业、食品工业、燃料新能源及精细化丁等国民经济和人民生活方面也发挥着越来越大的作用。随着科学技术的发展和人们需求的不断提高，对于发酵产品质量的要求也不断提高，所以实现发酵过程的最优操作和控制优化成为研究热点。实现发酵过程的优化和控制，首先需要开发适用于生物过程的新型传感器和在线检测技术。然而，现实中能够用于大规模T业生产，并且具有操作维护简易、性能稳定、价格低廉等优点的检测设备非常少。工业上较为成熟的测量变量一般只有pH、DO、发酵罐尾气中的

5、气体分压等。能够准确地反映微生物状态的生物学参数如生物量浓度、基质浓度、产物浓度等的在线测定设备，凶为价格昂贵、操作维护复杂，无法应用到工业生产中。针对上述发酵工程在线检测存在的问题，本文提出了使用傅里叶变换中红外光谱仪检测发酵液中成分的含量，并且实际做了发酵实验得到大量的枯草芽孢杆菌发酵生产v．聚谷氨酸发酵液的光谱数据。然后，根据标定集选择规则把这些光谱数据建立模型。该模型不仅能够预测发酵过程发酵液中的谷氨酸、葡萄糖等物质的浓度还能预测出生物量浓度。把模型的预测值与采用其他仪器进行离线测量得到的基准值进行比较，得出模型的预测的准确度能够满

6、足在线测量的要求。这种测量方法解决了离线测量发酵液中物质浓度时存在滞后性、检测成分单一等缺点，同时也解决使用先进传感器的一些弊端，为实现发酵过程的最优操作和控制优化提供了一定的基础。关键词：发酵工程；FT-中红外光谱仪；偏最小二乘法；在线检测一II．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractStudyonon-—linedetectionofBacillussubtilisfermentationprocessAbstractFermentationEngineeringisoneofthehigh-techscienceandtechn

7、ologyinthe21stcentury,Astheearlieststudiesinthemicrobiologicalfield，theyhasmadetrelnendouscontributionsforthedevelopmentoftheproductionofhumanlifeandsocietyinthelastfewhundredyears．Theyareplayinganincreasinglyimportantroleinagriculture，medicalindustry,foodindustry,newenerg

8、yandfinechemicalabouteconomyandpeople’Slife．Withthedevelopmentofscienceandtechnologyandth