生物基1,3-丙二醇连续发酵过程的稳态分析与反馈控制

摘要：

生物发酵甘油生产1,3-丙二醇的自动化控制是其工业化应用亟待解决的关键问题.首先,采用数学函数连续性分析深入研究了克雷伯氏杆菌连续发酵甘油生产1,3-丙二醇过程的多稳态特性.在不同的初始甘油浓度或稀释速率下,系统均会出现多稳态现象,通过双因素分析确定了多稳态出现的临界区域,该区域内部的稳态是不稳定的.之后,基于反馈控制理论和多稳态分析结果,设计优化了受残余甘油和产物浓度影响的稀释速率控制策略.在连续发酵过程中,调整时间从81.27 h缩短到34.11 h,显著提高了发酵初期阶段甘油的利用率;同时甘油转化率由0.478 mmol·mmol-1提高至0.563 mmol·mmol-1,生产强度由85.70 mmol·L-1·h-1提高到101.10 mmol·L-1·h-1,显著提高了生产性能.

关键词：克雷伯氏杆菌、甘油生物歧化、1、3-丙二醇、多稳态、反馈控制

所属期刊栏目：73

分类号：TQ923(其他化学工业)

资助基金：辽宁省教育厅科学研究面上项目;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金

在线出版日期：2022-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2094-2100