面向最优调度的2-KGA发酵动力学和气升反应器模型化研究

项目名称： 面向最优调度的2-KGA发酵动力学和气升反应器模型化研究

项目编号： No.60974068

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 袁景淇

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 33万元

中文摘要： 我国是维生素C的全球供应方。然而，迄今维生素C生产过程的关键工段（2-KGA发酵）的控制和调度仍处于半经验操作水平。其结果是产量波动大、资源和能源综合利用率低。针对这一现状，最优调度是挖掘现有生产潜力的有力手段，为此，产量预报是问题的关键。本课题将从维生素C发酵过程动力学和反应器流动模型入手解决这一问题。在研究方法上，本课题将结合发酵过程代谢途径分析和产物生成机理，建立基于化学计量关系的关键反应速率（菌体生长、基质消耗、产物生成速率）模型。气升式发酵罐反应器模型建模时，将采用两相三维CFD仿真和冷模验证相结合的方法研究流体力学变量（气含率、循环液速等）的动态分布，确定不同流动特性区域的边界、返混程度等，进而为简化的反应器模型提供支持。由动力学模型和反应器模型构成的模型系统将采用工业气升发酵数据进行验证。进一步，辅以参数滚动更新算法，将研究基于模型的产量预报。理论研究意义和工业应用价值重大。

中文关键词： 2-酮基-L-古龙酸；混菌发酵；动力学模型；气升罐流场仿真；状态预报及调度优化

英文摘要：

英文关键词： 2-keto L-gulonic acid (2-KGA)；mixed culture；kinetic modeling；CFD simulation of air lift bio；data driven prediction and opt