换一批基于差分进化算法的酿酒酵母分批补料培养在线自适应控制
Fed-batch Culture of Saccharomyces cerevisiae with Adaptive Control Based on Differential Evolution Algorithm
摘要酿酒酵母分批补料培养中,葡萄糖添加过量会导致乙醇大量积累,破坏细胞结构及功能,降低葡萄糖利用效率;葡萄糖添加不足会限制细胞生长.为解决这一矛盾,提出了一种基于差分进化算法的在线自适应控制策略,并利用计算机仿真方法对该策略、传统的间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的控制性能进行了研究和比较.结果表明,在该控制策略下,发酵液中的乙醇浓度能够被稳定地控制在1g/L的低水平,而细胞浓度却达到34.45g/L的高水平,比采用间歇流加、分段恒速流加及PID控制策略的批次分别提高了243％、18％和29％.由此可知,该自适应控制策略能够将葡萄糖流加速率控制在适宜水平,避免乙醇过量积累的同时保证细胞的快速增殖.
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关键词
酿酒酵母乙醇积累差分进化算法系统辨识自适应控制Saccharomyces cerevisiaeEthanol accumulationDifferential evolution algorithmSystem identificationAdaptive control
分类号
TQ920.1
栏目名称
DOI
10.13523/j.cb.20160110
发布时间
2016-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家自然科学基金（31301408）
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