摇瓶发酵过程中OUR,CER和RQ的在线检测

用一种特制摇瓶可在线检测摇瓶发酵过程中Ｎ２，Ｏ２，ＣＯ２的浓度变化，继而能进一步得出过程中摄氧率，二氧化碳释放率和呼吸商随发酵时间的变化，并以酵母菌为对象菌种进行了实验研究。结果证明该实验装置和实验方法是可靠的。     

发酵过程中生物量浓度的在线估计

在发酵过程中,像生物量浓度等变量都是进行实验室的离线采样分析,这往往由于存在较大的时间延迟而不能及时地进行过程控制,达不到指导生产的目的.而软测量技术为该问题提出了一个很好的解决办法.基于神经网络与最小二乘支持向量机分别建立了生物量浓度的在线检测软测量模型.模型分为两类:黑箱模型与混合模型.模型的训练与验证数据都是取自真实的实验过程诺西肽发酵.结果表明软测量方法对生物量浓度具有很好的预估性能,而且加入先验知识的混合模型精度更高.     

酵母培养过程的数学模型及参数和状态的实时估计

由于缺乏实时测量生化过程某些参数的传感器,本文提出了一种应用气体分析和估计原理相结合的方法,去建立酵母培养过程的数学模型。首先在带计算机检测系统的ISF_200型发酵装置上作了充分的实验。在积累了大量实验数据基础上,根据氧消耗和能量产生之间的关系建立了酵母培养过程的观测方程。又根据物料衡算建立了酵母培养过程的状态方程。然后用单纯形—阿达姆斯寻优方法确定系统模型参数,用卡尔曼滤波方法实时估计发酵液中的一些关键状态(菌体浓度、比生长速率及基质浓度),并进一步用扩展卡尔曼滤波方法进行模型参数和状态同时的实时估计。从采集数据到得出估计结果所经历的时间不超过3分钟。与实验结果对比,说明所建立的数学模型能较精确地描述酵母培养过程。由于实现了过程状态和模型参数的实时估计,为进一步实现过程的最优控制奠定了基础。     

木糖醇发酵过程参数的在线软测量

针对在线测量或预测木糖醇浓度并适时终止发酵问题,运用广义对数方程拟合木糖醇发酵过程的各参数值,借助均匀设计法寻找神经网络的最佳隐层单元数、学习速度、初始权矩阵,构建一个具有５－８－４三层网格结构的“软传感器”。经检验,它能很好实现在线状态估计和提前一步预测木糖醇浓度。该方法也有利于实现其他发酵过程的在线控制。     

生物发酵过程的在线分类及调度优化

以改进生物制药过程经验调度操作为目的，根据过程的统计学规律，提出了对发酵罐批进行在线分类的方法，即将运行中的罐批在线区分为高效益、平均效益和低效益，在此基础上，提出以总体经济效益最大化为目标的优化调度策略，它对不同类的罐批限定不同宽度的调度区间，在调度区间内计算每一罐批的调度函数，再按调度函数的高低确定最佳调度顺序，对青霉素发酵过程的实际数据进行了拟在线仿真，结果证实了这一在线分类及优化调度决策方法的可行性和优越性。     

基于摄氧率的分批发酵过程阶段辨识

针对发酵阶段难以在线辨识的问题,提出了一种基于摄氧率的需氧型发酵过程阶段辨识方法.利用在线可测的摄氧率对处于特定发酵阶段的比生长率进行预估,再利用比生长率的预估值进行发酵阶段的在线辨识.由于摄氧率极易在线获得,所以这种辨识方法非常容易实现.针对诺西肽发酵过程,利用所提出的方法进行发酵阶段的在线辨识,阶段辨识结果与过程知识相一致.这不仅可以增进对当前生产状况的了解,而且可以指导适时地实施各种控制策略,从而提高产品的质量.     

生物发酵过程的在线检测及控制的技术进展

生物发酵工程是指在合适的PH酸碱度值、阳光照射度、培养基、通气量、搅拌等条件下,对生物进行培养发酵,利用微生物的一些特点,使用现代的工程技术对微生物进行生产,培育出对人类有用的物质,也可以将微生物适用于工业生产的技术体系.这种生物发酵工程的主要内容是工业生产菌株的选育、最佳发酵条件的选择与控制、生化反应器(发酵罐)的设计和产品的分离、提取和精制等过程.生物发酵工程是生物及化学相结合的反应过程,要对这种反应进行合理的在线检测以及控制,才可以认识生物发酵的全过程,这对于研究生物的新陈代谢有着重要的意义.该文对生物发酵过程进行在线检测及控制,探究生物发酵技术的发展过程.     

金霉素发酵初期的生长分析与混沌现象

用多参数全自动发酵罐进行金霉素发酵实验，研究了发酵初期菌体生长特性且初步说明了混沌现象。通过对菌体比生长速率（μ）的即时模拟曲线与葡萄糖消耗速率曲线的比较，对金霉素发酵初期的生长状态进行了较深入分析，并且通过呼吸商（RQ）与PH的曲线分析，对上述分析作了进一步的解释。结果表明，通过对初始状态作轻微改变，使菌体的比生长速率在短时间内达到最大值（0.06h^-1-0.08h^-1）后稳定在一个适当的范围内时，不仅可以使效价有较大提高，而且使发酵周期缩短。     

盐度变化对人工培育的中国对虾仔虾成活率及生长率的影响

研究了中国对虾(P．chinensis)成活率及生长率与盐度变化关系．盐度偏高(大于35‰)时,对中国对虾生长不利,致使其生长缓慢,甚至死亡．而盐偏低于15‰时,可加速蜕皮,对其生长有促进作用．但盐度突变会导致大批死亡．结果表明,其适宜盐度为15‰～30‰．在此范围内,虾存活率和生长率较高．     

面向故障诊断的广义频率响应函数的在线估计方法

基于非线性谱分析的故障诊断是一种新的故障诊断理论。针对该方法中广义频率响应函数的在线估计问题,研究了利用Volterra时域核在线得到被测系统的广义频率响应函数的新方法。基于Volterra系统的鲁棒总体均方最小自适应辨识算法,提出了一种新的广义频率响应函数的在线估计方法。该方法能够有效减少广义频率响应函数的在线计算量,而且实现简便,鲁棒性强。仿真实验证明了该方法的有效性。     

毕氏酵母流加发酵过程的比生长速率控制

在已建立的毕氏酵母发酵过程结构模型基础上，进行了甲醇流加阶段恒定比生长速率控制研究。实验结果表明，基于模型的甲醇进料策略可以将细胞比生长速率恒定地控制在设定值；在比生长速率均值相等的情况下，恒定比生长速率进料策略较之恒速进料策略蛋白产量更高。     

以CER为判据从摇瓶到反应器的ATP放大生产

在Ｙ－Ｚ型多功能摇瓶中由固定化啤酒酵母将腺苷转化成ＡＴＰ,得到一组过程参数曲线,以摇瓶转化过程中的ＣＯ２释放率（ＣＥＲ）－转化时间曲线为参照曲线,在液流循环式固定化啤酒哮母流化床反应器中进行放大试验。对比实验结果,表明以ＣＥＲ为判据进行固定化啤酒酵母生产ＡＴＰ从摇瓶到反应器的放大是成功的。     

考虑天线罩误差的雷达导引头隔离度影响与UKF在线补偿

针对雷达导引头隔离度对导弹制导控制系统带来的严重影响,建立了包含天线罩误差在内的雷达导引头隔离度模型,对比分析了弹簧力矩、阻尼力矩及天线罩误差引起的隔离度寄生回路稳定性和时域频域性能,并研究了不同干扰输入条件下导弹脱靶量与隔离度幅值的对应关系,重点提出了一种基于无迹卡尔曼滤波（UKF）的隔离度在线补偿方法,并进行了仿真验证.研究结果表明,导引头隔离度的存在会削弱制导控制系统稳定性、降低制导精度,其中负的天线罩误差斜率影响最为严重;闪烁噪声输入下,负的天线罩误差斜率和弹簧力矩隔离度引起的脱靶量较大,而在目标随机机动输入下,正、负天线罩误差斜率隔离度引起脱靶量较大;所提出的UKF隔离度在线补偿方法分别在速度指向误差和目标常值机动输入下均能够同时估计出弹簧力矩系数、阻尼力矩系数和天线罩误差斜率,并实现了对隔离度的有效抑制,达到了改善制导性能,提高制导精度的目的.      

2－酮基－L－古龙酸流加发酵过程的在线控制

开发了用于生产２－酮基－Ｌ－古龙酸（２ＫＧＡ）流加发酵过程的在线控制系统。该系统可在线检测和控制发酵温度、ｐＨ、ＤＯ、罐压等环境参数，并可控制糖液、碱液等补料的流加。经７０ｍ３环隙气升式发酵罐内的试验表明，该控制系统工作可靠，抗干扰能力强，控制品质好，便于操作，能满足生产工艺要求。     

酒精发酵速率方程的线性化研究

对不带搅拌的发酵罐内以葡萄糖为基质对酒精发酵细胞对数生长期和稳定期的发酵状态进行了研究。发现细胞生长期发酵速率与基质浓度间存在良好的线性关系,发酵速率方程的斜率和截距与基质初始浓度也存在良好的线性关系;在细胞生长稳定期发酵速率与基质浓度的关系,类似零级反应;随着发酵基质初始浓度的增加,发酵速率与基质浓度的线性化程度也逐步增加。并建立了只有发酵速率方程斜率和截距两个实验参数,实用范围更广的酒精发酵速率方程。     

流加葡萄糖对L-天冬酰胺酶发酵的影响及其动力学特性

着重讨论了葡萄糖对Ｌ－天冬酰胺酶发酵过程的影响,并对其发酵动力学特性进行了分析。采用自动流加葡萄糖控制发酵ｐＨ的工艺,可使Ｌ－天冬酰胺酶活力达到６４ｕ／ｍｌ,比添加葡萄糖的摇瓶发酵提高了１４６％。流加葡萄糖控制ｐＨ的Ｌ－天冬酰胺酶发酵是生长相关的;维持２～５ｍｇ／ｍｌ和１．２～１．４ｍｇ／ｍｌ的葡萄糖浓度,可分别使比生长速率和比产酶速率达到０．８１／ｈ和１２００ｕ／ｇ．ｈ。     

中国省级人口增长率和GDP增长率及其相关关系研究

分析了1990-1992、1992-1994、1994-1996和1996-1998年中国省级人口增长率和GDP增长率,1990-1998年总的趋势是人口增长率有所下降,GDP增长率也有所下降,人口增长率高的地区大多数是比较发达地区.同时用统计分析方法研究了不同时期中国人口增长率和GDP增长率之间的相关关系.对于大多数比较发达和部分比较落后的地区,人口增长率和GDP增长率负相关;对于大多数中等发达地区和另一部分比较落后地区,人口增长率和GDP增长率正相关.