固定化细胞分布对动力学影响的模型化研究

通过对固定化Gluconobacter oxydans和Bacillus cereus的活细胞系统的研究,提出了固定化细胞不均匀分布模型,将此类分布与均匀分布(最劣分布模型)进行比较,分析了它们对固定化细胞内部的基质浓度分布、有效速率因子和选择率的影响,指出不均匀分布和均匀分布对于该固定化活细胞系统的动力学行为无显著影响,这一模型分析结果在实验中得以验证。通过无因次化分析,建立了适用于固定化生物催化剂动力学研究的模型方法。     

不稳定的基因工程酵母生长动力学研究

应用数学模型方法描述重组质粒由于拷贝数的增加以及基因表达产物——乙型肝炎表面抗原在受体细胞内积累造成对Leu＋表型细胞生长的阻遏作用。模拟丢失重组质粒的细胞生长规律,给出其形成后可能的年龄-时间分布。根据这两类不同表型细胞同时生长的轨迹,得到重组质粒丢失频率与Leu^-表型细胞生长的关系。因此,可把发酵过程中基因工程酵母表现出重组质粒的不稳定归于两种作用：重要的是Leu⁺表型细胞分裂时具有不对称的质粒分配,其次是在丰富培养基中这两类不同表型细胞具有不同的生长速率。     

增广Kalman滤波器在维生素C二步发酵中的应用

本文在维生素C二步发酵动力学模型研究的基础上,引进增广Kalman滤波器理论,将数学模型、发酵系统和实际操作等因素引起的偏差归为白噪声序列,用于发酵状态及模型参数的滤波处理。结果表明：滤波估计比模型计算的拟合精度大为提高。通过对模型参数的分析,加深了对该系统动力学特性的认识,为维生素c二步发酵过程的状态估计、状态预测及在线辨识奠定了理论基础。     

pH和溶解氧浓度对重组酵母表达乙型肝炎表面抗原的影响

观察酵母基因工程菌生产目的基因表达产物——乙型肝炎表面抗原的发酵,细胞生长和乙型肝炎表面抗原表达是两个相互影响的过程,因此,存在着pH的调节序列。溶解氧浓度的控制对重组质粒稳定性以及目的基因的高表达具有较大影响,实验获得控制溶解氧浓度为70％饱和度的条件,可使重担质粒保持73％以上的稳定性,并且．乙型肝炎表面抗原达到98．6的相对浓度。     

维生素C二步发酵过程动力学模型的研究

本文系统地分析了L－山梨糖到2－酮基L－古龙酸的生物转化过程,提出了生长因子的假定,对发酵机理进行了新的探讨,对发酵过程做了必要与合理的简化。首次建立了维生素c第二步发酵过程的动力学模型。运用多面体最优化法和Runge-Kutta积分法等数学方法处理模型,获得最佳模型参数。结果表明,模型计算值与实验值得到良好的吻合,从而证明动力学模型是正确的和有效的。     

利用改进的卡拉胶载体固定化Gluconobacter oxydans和Bacilllus cereus活细胞的研究

本文利用氯化钙和脱乙酰几丁质改进卡拉胶载体用于固定化G.oxydans和B.cereus活细胞取得理想效果.脱乙酰几丁质与卡拉胶可以形成韧性和通透性良好的网络结构,改善了固定化细胞的各种性能.凝胶中的细胞密度可高达3.25×10~3个细胞/ml凝胶,固定化细胞可反复利用11批,每批发酵收率均可维持在65%左右,并且缩短了发酵周期     

酵母菌发酵中菌体浓度的估算

在微生物发酵过程中菌体浓度是众多调节控制工艺参数(如pH,溶解氧浓度,温度,搅拌功耗,通气流量,排气中氧浓度,排气中二氧化碳浓度,氧化还原电位,培养基浓度和配比等)中甚为重要的一个。由于发酵液成分复杂,有的还含有非细胞性固体使得测定菌体浓度一直难以解决。本文依据质量衡算和化学热力学原理,提出菌体生长动力学表达式用于估算菌体浓度。实验测定值和估算值之间能较好地吻合。     

增广KALMAN滤波器在酵母菌发酵中的应用

在微生物发酵系统中存在着各种随机干扰,从而使实验测定值带有不可避免的误差。为清除与估算菌体浓度有关的三个实验测定变量,糖消耗遗率(SUR),氧消耗速率(OUR),二氧化碳释放速率(CPR)中干扰误差成分,应用增广Kalman滤波方法于菌体浓度的估算,有效地抑制了在菌体生长动力学的递推运算中造成的偏差积累,使估算结果能相应正确地模拟实际真值,从而较好地完善发酵实验数据处理方法。在运算过程中同时还得到菌体收率系数和维持能耗系数随发酵的变化规律。