生物反应器模拟放大模型的构建

作     者：胡逸文 韩飞飞 靳魁奇 孙杨 HU Yi-wen;HAN Fei-fei;JIN Kui-qi;SUN Yang

作者机构：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 河南省应用微生物工程研究中心河南开封475004 

出 版 物：《食品与机械》 (Food and Machinery)

年 卷 期：2023年第39卷第1期

页      面：18-23页

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

基　　金：河南省高等学校重点科研项目(编号:21A530001) 

主　　题：混合时间 体积溶氧系数 生物反应器 神经网络 放大模型 

摘      要：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1.5,5,20,200L规模反应器的试验,对体积溶氧系数k_(L)a、混合时间t_(m)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k_(L)a的模拟偏差在±15%以内,通过在t_(m)的关联式中引入临界转速的定义,对t_(m)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k_(L)a的模拟偏差,BP模型模拟k_(L)a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.