生物反应器的非稳态操作与动态优化、控制的研究

本课题系统研究了生物反应体系动态优化问题，提出了一种用于生物发酵体系环境条件动态优化的基本方法，提出了适用于生化反应过程模型化方法和动态优化求解方法。实际的优化求解中，我们研究并实现了一种非常适用于非线性复杂体系动态优化问题求解的实用算法--选代动态规划算法，为证明生物反应过程实施动态操作的可行性和优越性，我们以面包酵母发酵过程温度优化问题和十三破二元酸发酵过程菌体生长期蔗糖流加速率动态优化问题为例，为实际的发酵体系动态优化问题进行了研究。计算结果和验证实验结果均表明，采用非稳态操作方式对系统进行动态优化控制以有效地增中发酵过程的产量，降低成本，从而达到提高过程效率的目的。