شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول

دانلود

عنوان تحقیق: شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول
فرمت فایل: word
تعداد صفحات: 97
شرح مختصر:
تخمير نيمه پيوسته، روشي کارا و سودمند جهت توليد محصولات متابوليکي ارزشمند مانند سوخت های زیستی مي باشد. مدلسازي رياضي بيوراکتورهاي نيمه پيوسته با توجه به طبيعت گذرا و ناپاياي تخمير و همچنين پيچيدگي متابوليسم سلولي، مسأله اي بسيار دشوار و پيچيده است. در این زمینه برخی از محققین مدل هایی ساخت یافته ارائه کرده اند که نسبت به مدل های غیر ساخت یافته دقت و بازده بیشتری دارند. در اين تحقيق، مدل ساختار يافته دقيق و کاراي موازنة فلاکس پويا براي توصيف رفتار باکتري کلستریدیوم استوبوتیلیکوم)(clostridium acetobutylicum مطرح شده است. اين مدل حاصل تلفيق مدل پاياي متابوليسم درون سلولي و معادلات موازنة جرم پويا بر روي اجزاي اصلي برون سلولي مي باشد. مدل پوياي مذکور بر پاية شبکة متابوليکي بازسازي شدة 824_cellb بيان شده است. درمدلسازی فرايند تخمير نيمه پيوسته، جهت همبستگي توليد بوتانول و رشد ميکروارگانيسم، ژن هايCoATدر مدل 824_cellb حذف شده و ژن AAD بیش از حالت طبیعی بیان شده و شرايط اوليه و پارامترهاي عملياتي بهينه براي توليد بيشينه محصول مطلوب، مورد استفاده قرار گرفته است. اين پارامترها عبارتند از: زمان نهايي عمليات، حجم اولیه راکتور و دبي خوراک ورودي. روند كلي عمليات نيمه‌پيوسته به دوفاز عملياتي اسیدی (جهت رشد و تكثير باكتري‌ها از غلظت كم تا غلظتي قابل توجه) و خنثی (جهت افزايش غلظت توده زيستي و جهت افزايش توليد بوتانول) با نرخ خوراك ورودي ثابت تقسيم‌بندي شده است. بهينه سازي در حالت نیمه پیوسته صورت گرفته است. شايان ذكر است كه نتايج به خوبي اهميت حدف ژن و بیان بیش از حد ژن را در تعيين شرايط عملياتي فرايندهاي نيمه پيوسته نشان مي دهد، در واقع مي توان گفت كه حدف ژن و بیان بیش از حد ژن در شرایط بي هوازي با حفظ ساير پارامترها نسبت به حالت بهينه، موجب افزایش ميزان محصول مطلوب(بوتانل) و کاهش ميزان توليد محصول نامطلوب(اتانول و استون) خواهد شد. استفاده از مدلهای ساختار يافته مبتنی بر آناليز موازنه فلاکس، بدون نياز به اطلاعات سينتيکی آنزيمی، قادر به مدلسازی دقيق رفتار ميکرو ارگانيسم ها می باشند.
فهرست
عنوان صفحه
1- مقدمه. 2
1- 1- مقدمه‌اي بر بيوتكنولوژي.. 2
1-2- بيوتكنولوژي- يك هسته مركزي با دو جزء4
1-3- مقدمه‌اي بر فرآيند‌هاي تخميري.. 5
1-3-1- بخش‌هاي اصلي فرايند تخميري.. 7
1-3-2- محيط كشت تخمير صنعتي.. 8
2- مروري بر كارهاي گذشته. 11
2-1- مروري بر كاربردهاي كشت نيمه‌پيوسته (غير مداوم خوراك‌دهي شده)11
2-2- مروري بر توليد بوتانل از طريق كشت ميكروبي.. 13
2-3- مروري بر بهينه‌سازي فرايند‌هاي تخمير نيمه‌پيوسته. 13
3- فرايند. 16
3-1- طراحي فرمانتور17
3-2-كشت نيمه پيوسته (غير مداوم خوارك‌دهي‌شده)19
3-2-1- مزاياي كشت نيمه پيوسته (غير مداوم خوارك‌دهي‌شده)20
3-3- بوتانول(بوتیل الکل)22
3-3- 1-روش های تولید بوتانول.. 25
3-3-2-1- استفاده از بوتانول به عنوان جایگزین سوخت های فسیلی.. 25
3-3-1-2-تحقيقات انجام شده در زمينه توليد بيولوژيکي بوتانول 27
فصل چهارم. 29
4- مدلسازي.. 30
4-1- مدلبيوراكتور نيمه پيوسته. 30
4-2- مدل‌هاي رشد ميكروارگانيسم‌ها31
4-2-1- مدل‌هايساختار نيافته. 31
4-2-1-1- مدل‌هاي مونود، هالدن، كناك، تيسير و موزر31
4-2-1-2- مدل شبكه عصبي.. 33
4-2-2- مدل‌هايساختاريافته. 33
4-2-2-1- مدل‌هاي مبتني بر آناليز موازنه فلاكس (FBA)35
4-2-2-2- مدل‌هاي مبتني بر آناليز موازنه فلاكس پويا (DFBA)39
4-3- مدلسازي مورد استفاده در اين تحقيق.. 40
4-3-1- معادلات حاكم.. 41
4-4-1- مدل آناليز موازنه فلاکس پويا براي کشت ناپيوسته گونه طبيعي (وحشي) باکتري کلستریدیوم استوبوتیلیکوم 42
4-4-1-1- تعيين پارامترهاي بهينه معادلات جذب مواد غذايي 43
4-4-2- مدل آناليز موازنه فلاکس پويا براي کشت نيمه پيوسته گونه جهش يافته باکتري کلستریدیوم استوبوتیلیکوم 50
5- بهينه‌سازي.. 59
5-1- استراتژي عملياتي.. 61
6- نتايج، بحث و نتيجه گيري.. 64
6-1- نتايج حاصل از بهينه سازي.. 64
6-2- مطالعات موضوعي.. 67
6-3- بحث و نتيجه گيري.. 68
منابع.. 70
پيوست يك.... 74
پيوست دو80
فهرست شکل ها و نمودارها
عنوان و شماره صفحه
شكل (3-1)- نمايي كلي از يك بيو‌راكتور پيوسته17
شكل(3-2)- مواد شیمیایی تولیدی از بوتانول23
شكل (4-1)- شبكه متابوليكي ساده اي از باكتري اي-كلاي36
شكل (4-2)- روش FBA37
شكل (4-3)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير سرعت رشد ويژه سويه طبيعي حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ريزي خطي بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن44
شكل (4-4)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير فلاکس خروجي هیدروژن حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ريزي خطي بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن45
شكل (4-5)- نمودار تغييرات غلظت گلوكز در بيوراکتور ناپيوسته48
شكل (4-6)- نمودار تغييرات غلظت توده زيستي در بيوراکتور ناپيوسته49
شكل (4-7)- نمودار تغييرات غلظت محصولات در بيوراکتور ناپيوسته49
شكل (4-8)- حذف ژن بصورت شماتيک51
شكل (4-9)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير سرعت رشد ويژه سويه جهش يافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ريزي خطي بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن...52
شكل (4-10)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير فلاکس اتانول در سويه جهش يافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ريزي خطي بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن...47
شكل (4-11)- رويه سه بعدي مربوط به مقادير فلاکس بوتانل در سويه جهش يافته، حاصل از حل مکرر مسأله برنامه‌ريزي خطي بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن53
شكل (4-12)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير سرعت رشد ويژه سويه جهش يافته، حاصل از شبيه سازي با شبکه عصبي مصنوعي، بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن 55
شكل (4-13)- رويه هاي سه بعدي مربوط به مقادير فلاکس اتانول در سويه جهش يافته، حاصل از شبيه سازي با شبکه عصبي مصنوعي، بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز، هیدروژن ورودي55
شكل (4-14)- رويه سه بعدي مربوط به مقادير فلاکس بوتانل در سويه جهش يافته، حاصل از شبيه سازي با شبکه عصبي مصنوعي، بر حسب فلاکسهاي ورودي گلوکز و هیدروژن ورودي56
شكل (6-1)- تغييرات غلظت توده زيستي در بيوراکتور نيمه پيوسته65
شكل (6-2)- تغييرات مقدار گلوکز در كشت نيمه پيوسته66
شكل (6-3)- تغييرات مقدار محصولات در كشت نيمه پيوسته66
شكل (6-4)- تغییرات ژنتیکی اعمال شده در میکروارگانیسم67
فهرست جدول ها
عنوانصفحه
جدول (3-1)- استانداردهاي مواد مورد استفاده در يك فرمانتور پيچيده17
جدول (4-1)- ميزان خطاي مطلق و نسبي شبکه عصبي مصنوعي انتخابي مربوط به سرعت رشد ويژه براي داده هاي آموزش و تست در مورد سويه طبيعي46
جدول (4-2)- ميزان خطاي مطلق و نسبي شبکه عصبي مصنوعي انتخابي مربوط به فلاكس اتانول براي داده هاي آموزش و تست در مورد سويه طبيعي46
جدول (4-3)- مقادير فلاکس ماکزیمم هیدروژن و گلوکز براي سويه طبيعي باكتري کلستریدیم استوبوتیلیکم در شرايط اسیدی و خنثی47
جدول (4-4)- مقادير پارامترهاي بهينه معادلات جذب براي سويه طبيعي باكتري کلستریدیم استوبوتیلیکم در فاز اسیدی47
جدول (4-5)- مقادير پارامترهاي بهينه معادلات جذب براي سويه طبيعي باكتري کلستریدیم استوبوتیلیکم در شرايط خنثی48
جدول (4-6)- مقادير ميانگين درصد خطاي مطلق و نسبي مربوط به تغييرات غلظت گلوکز، توده زيستي، بوتانل، اتانول و استون در شرایط ناپیوسته50
جدول (4-7)- ميزان خطاي مطلق و نسبي شبکه عصبي مصنوعي انتخابي مربوط به سرعت رشد ويژه براي داده هاي آموزش و تست در مورد سويه جهش يافته54
جدول (4-8)- ميزان خطاي مطلق و نسبي شبکه عصبي مصنوعي انتخابي مربوط به فلاكس بوتانل براي داده هاي آموزش و تست در مورد سويه جهش يافته54
جدول (4-9)- ميزان خطاي مطلق و نسبي شبکه عصبي مصنوعي انتخابي مربوط به فلاكس اتانول براي داده هاي آموزش و تست در مورد سويه جهش يافته54
جدول (6-1)- مقادير بهينه حاصل براي متغيرهاي تصميم گيري64
جدول (6-2)- مقادير پارامترهاي كليدي در حل مسئله بهینه سازی65

👇 تصادفی👇

Dorothy (ویژه کودکان)سوالات تخصصی رشته کارشناسی ارشد تاریخ - تاریخ اسلام - تاریخ زندگانی ائمه معصومین کد درس: 1229040مقاله اهمیت علم اخلاق وارتباط آن با تعلیم و تربیت در دین اسلامموفقیت با قانون جذبفوکو در بوته ی نقدقالب تریلرنمونه سوالات تخصصی کارشناسی ارشد پیام نور رشته آموزش زبان فارسی به غیرفارسی زبانان- تجزیه و تحلیل کلام و کاریرد شناسی زبان کد درس: 1212320گزارش کارآموزی ماشین سازی اراک گروه الكترونيك ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول

شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول

دانلود شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول

خرید اینترنتی شبيه سازي و بهينه سازي راكتور بيولوژيكي توليدكننده بوتانول

👇🏞 تصاویر 🏞