微生物发酵过程优化控制技术进展——2

1、微生物发酵过程建模
1．1基于过程机理分析的建模
   发酵过程机理分析建模是基于质能平衡、Monod方程、Contois方程等建过程机理模型，以及从基凶分子、细胞代谢和反应器等多尺度建立过程机理模型，在依据机理确定模型形式的情况下，用回归的方法确定模型参数。上海交通大学的周海英等对甲醇营养型毕氏酵母的代谢途径进行分析，建立了其生长代谢的结构模型。为解决该模型不能很好描述蛋白生成的问题，引入一阶闭环调节器对其进行动态改进，实验结果表明，改进后的模型可以完整地描述细胞生长和蛋白生成。张嗣良等从基因分子遗传、细胞代谢调节和反应器工程特性等尺度对发酵过程优化与放大进行了深入的研究，在不同尺度上认识过程的本质，得到发酵过程的一些约束条件。Ratkov等以过程广义化学计算方程为基础，结合数据处理及辨识技术，建立了L-赖氨酸流加发酵过程的动态模型，实现了过程仿真。机理建模需要深入了解发酵过程机理，虽然模型中各参数的物理意义明确，但由于发酵过程的复杂性、生物传感器的缺乏以及各参数之问的严重关联，机理建模难度较大。发酵过程机理建模通常仅考虑生物量、产物和限制性基质3个过程状态变量，目前最复杂的过程模型也仅仅是加入了多种基质和产物对过程模型的影响，无法充分表达复杂的微生物发酵过程特性，机理建模过程中引入的大量假设
也使得模型的适应性较差。   
   

 

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