谷氨酸发酵调优操作模型

以谷氨酸发酵的产酸率，转化率及生产能力为优化目标，对谷氨酸工业生产过程中所涉及的工艺条件进行回归，建立了一套好的调优操作模型．计算表明，运用调优操作于谷氨酸发酵具有很大的潜力．     

赤霉素多罐发酵生产的静态优化

对文题提出了一种控制方案。使生产全程的创利为最高是优化目标,操作变量则是各罐批的流加发酵周期。各单罐罐批效益函数的在线估计是进行发酵周期优化控制的基础。实例证明,该优化方法能给生产厂家带来直接的经济效益。它也适用于生产工艺与赤霉素发酵相类似的一般流加发酵,如抗生素生产过程等。     

不同添加物对L-色氨酸补料分批发酵的影响

以谷氨酸棒杆菌TQ2223(Phe^- Tyr^- 5MT^r SG^r 5FT^r CIN^r)为供试菌株，研究了在L-色氨酸低糖流加发酵过程中分别补加(NH4)2SO4、玉米浆及L-苯丙氨酸、L-酪氨酸对发酵的影响，结果表明：在发酵中期分次添加上述物质可以使色氨酸的产酸率最高达到12．1g／L。     

高产谷氨酸菌S9114的选育及生产实绩

以天津短杆菌（Ｂｒｅｖ．ｔｉａｎｊｉｎ）Ｔ６－１３出发，经紫外线、亚硝基胍用原生质体等诱变处理，选育出Ｓ９１１４菌株，具有耐高糖、耐高谷氨酸，不利用谷氨酸和产酸率高的特性。摇瓶产酸最高达９６．９ｇ／Ｌ，比原出发菌提高５０％。经工艺条件优化，在２０ｍ３发酵罐最高产酸９２．３ｇ／Ｌ（转化率５６．５％）。在６０ｍ３发酵罐连续１０批平均产酸８２．１ｇ／Ｌ，转化率４８．７４％、在１５００升发酵罐进行高生物素添加青霉素流加糖的工艺实验，最高产酸达９８．７ｇ／Ｌ，转化率５２．２％，周期２６小时。     

流加发酵培养高锌酵母工艺研究

利用谷氨酸发酵废液为主要培养基，以酿酒酵母为菌种，在３０Ｌ发酵罐上进行间歇、恒速及变速流加发酵培育高锌酵母，建立了简单的数学模型控制流加速率．经试验，变速流加可显著提高锌酵母产量，并确定了流加发酵的最佳控制工艺条件．     

谷氨酸发酵溶氧研究（Ⅰ）

采用带溶氧电极的摇瓶对谷氨酸发酵过程进行研究,结果表明,只有对发酵过程(特别是生产期)的溶氧严加控制,才有可能得到谷氨酸高产。在装液量为30ml,摇床转速为160-180r/min,发酵中期溶氧水平8-10％时,谷氨酸产率6.56％,糖酸转化率55％。当采用pH和溶氧为标准补尿时,所得pH曲线及溶氧曲线不完全一致,但产酸率很接近,说明溶氧曲线至少可以作为补尿及判断发酵终点的依据之一。     

L-缬氨酸补料分批发酵的研究

在批式发酵优化条件基础上，通过对流加补料方式、补料速度等发酵过程的各种参数，包括产酸率、转化率、发酵周期等的影响进行了研究，确定了L－缬氨酸补料分批发酵的优化条件。在最优补料分批发酵条件下，L－缬氨酸产量达52.45g/L，糖酸转化率达34.97%，结果明显优于分批培养。     

粗淀粉原料谷氨酸发酵新工艺研究

本研究采用木薯粗淀粉原料，双酶法制糖，在过量生物素下添加青霉素的发酵工艺路线，以接种量８％、初糖浓度１００～１３０ｇ／Ｌ，在发酵的适当时间添加适量青霉素（约４ｕ／ｍｌ），发酵过程流加尿素溶液控制ｐＨ７．１～８．０范围，同时流加浓糖液，经４０小时摇瓶培养，结界谷氨酸生成量高达１０１．９ｇ／Ｌ，糖酸转化率５９．５３％。与传统的采用精淀粉控制生物素＂亚适量＂工艺相比，可大幅降低粮耗、降低成本，提高产酸１５～２０ｇ／Ｌ．     

D-核糖发酵过程中的pH控制及对产D-核糖关键酶的影响

在枯草芽孢杆菌突变株D-756发酵生产D-核糖过程中,采用葡萄糖和葡萄糖酸钙混合发酵,葡萄糖酸作为pH调节剂,能促进菌体的生长,显著地提高D-核糖的产量。经酶活测定,发现流加葡萄糖酸能提高单位发酵液中葡萄糖酸激酶的酶活。在5L发酵罐中,利用葡萄糖酸维持发酵pH值在7．2,培养72h后产核糖76．8g／L。     

酵母细胞流加培养过程的建模与预估控制

建立了包括菌体浓度 X、底物浓度 S、培养液体积 V为状态变量的酵母流加发酵过程的非结构动力学模型 ;基于该模型 ,提出了一种克服被估变量的累积误差的一步预估方法 ,用以估计难以可在线测量的菌体浓度、底物浓度等生化状态变量 ,并根据预估结果 ,进行流加操作。该方法应用于酵母流加培养 ,酵母对糖得率由 35 .1%提高到 40 .2 %。     

降低发酵热高峰值的高产谷氨酸发酵工艺研究

在夏季高温气候时,谷氨酸发酵温度容易失控,发酵产率低,针对这一现象,研究了降低发酵热高峰值的高产谷氨酸工艺。通过采用了二次接种异步发酵方法,降低发酵过程中发酵热高峰值,使发酵温度容易控制,并提高了谷氨酸发酵产率,试验中的单罐谷氨酸产量和糖酸转化率比一次接种同步发酵分别提高了22.26%和2.70%。     

基于改进多目标粒子群优化算法的发酵过程补料优化控制

提出了一种基于改进多目标粒子群优化算法(MOPSO)的发酵过程补料优化控制方法,并将该方法用于工业酵母发酵过程补料速率的优化控制。改进的MOPSO算法利用约束违反程度信息修正种群的学习进化公式,减缓了部分粒子在约束边界附近的飞行速度,提高了算法的全局搜索能力。仿真实验结果表明,改进的MOPSO算法能够获得最优的补料轨迹,有效地实现了工业酵母发酵过程补料速率的多目标优化控制     

改进差分进化算法及其在发酵优化中的应用

针对发酵过程的补料优化问题,提出一种改进的差分进化算法.为了克服基本差分进化算法在全局最优点附近搜索速度较慢、精度较低的缺点,引入单纯形加速算子以提高算法收敛速度,而针对算法易过早收敛的缺点引入混沌迁移算子,以提高算法种群多样度,增强算法跳出局部最优解的能力.对于有约束优化问题,利用3个准则进行选择操作,使求得的最优解满足约束条件.将改进的算法用于某一类补料分批发酵过程,提高了发酵最终产物产量,表明了该算法的有效性.     

基于生物传感器的发酵过程在线分析系统研制

基于发酵过程自动优化控制的需求,研制了发酵过程生物传感器在线自动取样分析系统。给出了在线分析系统的分析原理及其结构组成,详细介绍了自动取样、样品稀释及生物传感器信号处理的方法。系统可以实现对葡萄糖、乳酸和谷氨酸等重要生化参数的自动取样分析,并把分析结果通过485接口或4~20 mA模拟接口发送到发酵控制器,为发酵控制提供生化分析数据。用葡萄糖标准样品作为发酵液对实验样机进行了测试,结果表明在线分析系统具有较高的分析精度,可以满足发酵过程分析的需求。     

金霉素发酵过程优化调度策略研究

针对金霉素发酵过程影响优化控制的难测参数,提出了一种基于数据场聚类、模糊神经网络和滚动学习预报的优化调度策略. 提取输入变量数据场聚类特征值作为模糊神经网络模型结构参数的初始值,消除人为参数选择的随机性误差,并在预测模型中加入离线数据模型修正算法. 因此,提出的优化调度策略提高了对金霉素发酵过程难测变量的预测精度,增强了预报模型的鲁棒性. 现场运行结果表明,提出的方案将企业金霉素生产的综合效益提高了9.12%,具有很好的应用价值.      

基于改进粒子群算法的诺西肽发酵过程优化

在诺西肽补料分批发酵动力学模型的基础上建立了诺西肽发酵过程产量优化模型,根据发酵工艺选取了决策变量,并确定了变量的边界约束范围.针对标准粒子群算法在求解复杂优化问题时易于陷入局部最优的问题,利用混沌序列具有随机性和遍历性的特点,引入混沌迁移算子,提出了一种改进的粒子群算法.利用改进算法对所建立的诺西肽发酵优化模型进行求解,大大提高了最终产物的产量,证明了所提改进粒子群算法的有效性.     

谷氨酸发酵过程最佳操作曲线的确定

从理论和实践上确定了综合考虑谷氨酸发酵过程温度、ＰＨ和通风量的最佳操作曲线，提出运用调优操作研究发酵过程最佳操作曲线的新方法。     

应用MATLAB软件构建谷氨酸温度敏感突变株补料分批发酵动力学模型

根据已建立的谷氨酸发酵数学模型，应用MATLAB软件对模型进行最优参数估计和非线性曲线拟合，得到的结果相对误差较小，全局收敛性最小。通过与实际发酵过程比较，较好地反映了谷氨酸补料分批发酵过程。