生物反应器模拟放大模型的构建

目的:构建完善的生物反应器放大模型,为反应器生产提供指导.方法:通过1.5,5,20,200 L规模反应器的试验,对体积溶氧系数kLa、混合时间tm的关联式及参数进行了优化探究,建立了生物反应器模拟放大模型,通过MATLAB搭建了Scaleuper放大系统.结果:对比试验结果最终kLa的模拟偏差在±15％以内,通过在tm的关联式中引入临界转速的定义,对tm的整体模拟偏差较原公式减少了17.4％,在±10％内,通过嵌入BP神经网络减小kLa的模拟偏差,BP模型模拟kLa偏差对训练数据范围最小可达0.1％.结论:基于经验关联式的反应器放大模型,在试验测得相关参数后模拟结果较优;利用神经网络对反应器...

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Published in食品与机械 Vol. 39; no. 1; pp. 18 - 23
Main Authors 胡逸文, 韩飞飞, 靳魁奇, 孙杨
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南大学生命科学学院,河南 开封 475004%成都英德生物医药装备技术有限公司,四川 成都 610105%河南大学生命科学学院,河南 开封 475004 2023
河南省应用微生物工程研究中心,河南 开封 475004
Subjects
放大模型
混合时间
体积溶氧系数
神经网络
生物反应器
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ISSN1003-5788
DOI10.13652/j.spjx.1003.5788.2022.80403

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Summary:目的:构建完善的生物反应器放大模型,为反应器生产提供指导.方法:通过1.5,5,20,200 L规模反应器的试验,对体积溶氧系数kLa、混合时间tm的关联式及参数进行了优化探究,建立了生物反应器模拟放大模型,通过MATLAB搭建了Scaleuper放大系统.结果:对比试验结果最终kLa的模拟偏差在±15％以内,通过在tm的关联式中引入临界转速的定义,对tm的整体模拟偏差较原公式减少了17.4％,在±10％内,通过嵌入BP神经网络减小kLa的模拟偏差,BP模型模拟kLa偏差对训练数据范围最小可达0.1％.结论:基于经验关联式的反应器放大模型,在试验测得相关参数后模拟结果较优;利用神经网络对反应器模拟、放大是可行的.
ISSN:1003-5788
DOI:10.13652/j.spjx.1003.5788.2022.80403