生物反应工程优化与控制的核心参数是()

《生物反应过程优化与控制》复习题

一、名词解释

生长（生化工程）：生物化学工程是生物化学反应的工程应用，主要包括代谢工程、发酵工程和生物化学

传感器等

分化：细胞在结构和功能上发生差异的过程。

P/O商：是指每消耗1mol原子氧所产生的ATP的物质的量，也可以看做是当一对电子通过呼吸链传递至氧气所产生的ATP分子数。

维持能：

载体：可以插入核酸片段、能携带外源核酸进入宿主细胞，并在其中进行独立和稳定的自我复制的核酸分

子。基因工程中广泛应用的载体多来自人工改造的细菌质粒、噬菌体或病毒核酸等。多数载体是DNA

分子，但某些RNA分子也能用做载体。

通道：

分解代谢：指复杂的有机物分子通过分解代谢酶系的催化，产生简单分子、腺苷三磷酸（ATP）形式的能

量和还原力的作用。

组成代谢：指在合成代谢酶系的催化下，由简单小分子、ATP形式的能量和还原力一起合成复杂的大分子

的过程。

能量耦合作用：是指一种能量上可行的反应推动另一种在能量上不可行的反应进行的过程。

共价修饰： 酶蛋白肽链上的一些基团可与某种化学基团发生可逆的共价结合，从而改变酶的活性，这一

过程称为酶的共价修饰或者化学修饰。

协同作用：两种或多种物质协同地起作用，其效果比每种物质单独起作用的效果之和大得多的现象。 分解代谢

西华大学教案

章节名称 教学时数 教学目的及要求 第一章 化学分析 四、含氮量的测定 五、酸的测定 六、白酒中总酯的测定 七、白酒中总醛的测定 八、原料中粗脂肪的测定九、原料中磷的测定 2 授课方式 多媒体 1．掌握含氮量的测定、酸的测定、白酒中总酯的测定、白酒中总醛的测定、原料中粗脂肪的测定、原料中磷的测定分析方法的原理 2．掌握含氮量的测定、酸的测定、白酒中总酯的测定、白酒中总醛的测定、原料中磷的测定方法的一般步骤几结果计算 3．了解原料中粗脂肪的测定的一般步骤 4．了解并自学本章介绍的其它分析方法 教学重点与难点 讨论练习作业 教学手段 参考资料 具体内容 1. 凯氏定氮法测定含氮量 2. 重量法测定磷 1． 凯氏定氮法的基本原理及分析步骤、结果计算 2． 重量法测定磷的基本原理 讲授 《分析化学》 四、含氮量的测定 氮是发酵微生物所必须的氮源。 原料中蛋白质含量的高低对发酵制品的质量关系很大。如啤酒酿造中，原料中蛋白质含量过高，往往能造成啤酒浑浊。但对酱油等发酵食品讲，则需选用蛋白质含量较高的原料。对酵母讲，含氮量则是酵母成品质量的一个重要指标。 （一）原料中粗蛋白质的测定 1、原理 蛋白质测定常采用凯氏定氮法（Kjel

1-6 试根据下列实验数据确定rmax、Km和KI值，并说明该酶反应是属于竞争性抑制还是属于非竞争性抑制。

cS×10 /(mol/L) 1.0 1.5 2.0 5.0 7.5

1-7 某一酶反应Km=4.7×10-5 mol/L，rmax=22 μmol/(L·min)，cS=2×10-4 mol/L，cI=5×10-4 mol/L，KI=5×10-5 mol/L。试分别计算在竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制三种情况下的反应速率和抑制程度。

4rS0 / (μmol/(L·min)) 无抑制剂 28 36 43 65 74 有抑制剂， cI=2.2×10-4 μmol/L 17 23 29 50 61 - 1 -

1-8 Eadie测量了存在和不存在某种抑制剂情况下乙酰胆碱在某酶作用下进行水解反应的初始速率，数据如下：

底物浓度 / (mol/L) 0.0032 0.0049 0.0062 0.0080 0.0095 初始反应速率 / (mol/(L·min)) 无抑制剂 0.111 0.148 0.153 0.166 0.200 有抑制剂 0.059 0.071 0.091 0.111 0.125 （1）判断该抑制作

生物反应工程的定义

生物反应工程是一门以研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题的学科。是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科。

生物反应过程与化学反应过程本质的区别是有生物催化剂参与反应。特点： 1）反应在温和的条件下进行； 2）反应速率比化学反应过程慢很多； 3）反应的复杂性有时难于预计。 共性的基本问题： 1）反应过程的定量； 2）动力学研究； 生物反应过程的四个组成部分

①原材料的预处理及培养基的制备； ②生物催化剂的制备； ③生物反应器及反应条件的选择与监控； ④产物的分离纯化工程；

生物反应工程的研究内容 1、生物反应动力学

生物反应动力学主要研究生物反应速率和影响反应速率的各种因素。 基本内容：

1）酶反应动力学的特点、均相和多相系统酶促反应动力学及酶的失活动力学； 2）微生物反应过程的质量与能量衡算、发酵动力学和微生物的培养操作技术； 3）影响动植物细胞反应的因素、动植物细胞反应及反应动力学。 2、生物反应器 生物反应器是使生物技术转化为产品和生产力的关键设备。

1）生物反应体系中的流变学特性、氧的传递与微生物呼吸、体积溶氧系数及相关因素

生物反应工程的定义

生物反应工程是一门以研究生物反应过程中带有共性的工程技术问题的学科。是以生物学、化学、工程学、计算机与信息技术等多学科为基础的交叉学科。

生物反应过程与化学反应过程本质的区别是有生物催化剂参与反应。特点： 1）反应在温和的条件下进行； 2）反应速率比化学反应过程慢很多； 3）反应的复杂性有时难于预计。 共性的基本问题： 1）反应过程的定量； 2）动力学研究； 生物反应过程的四个组成部分

①原材料的预处理及培养基的制备； ②生物催化剂的制备； ③生物反应器及反应条件的选择与监控； ④产物的分离纯化工程；

生物反应工程的研究内容 1、生物反应动力学

生物反应动力学主要研究生物反应速率和影响反应速率的各种因素。 基本内容：

1）酶反应动力学的特点、均相和多相系统酶促反应动力学及酶的失活动力学； 2）微生物反应过程的质量与能量衡算、发酵动力学和微生物的培养操作技术； 3）影响动植物细胞反应的因素、动植物细胞反应及反应动力学。 2、生物反应器 生物反应器是使生物技术转化为产品和生产力的关键设备。

1）生物反应体系中的流变学特性、氧的传递与微生物呼吸、体积溶氧系数及相关因素

1-6 试根据下列实验数据确定rmax、Km和KI值，并说明该酶反应是属于竞争性抑制还是属于非竞争性抑制。

cS×10 /(mol/L) 1.0 1.5 2.0 5.0 7.5

1-7 某一酶反应Km=4.7×10-5 mol/L，rmax=22 μmol/(L·min)，cS=2×10-4 mol/L，cI=5×10-4 mol/L，KI=5×10-5 mol/L。试分别计算在竞争性抑制、非竞争性抑制和反竞争性抑制三种情况下的反应速率和抑制程度。

4rS0 / (μmol/(L·min)) 无抑制剂 28 36 43 65 74 有抑制剂， cI=2.2×10-4 μmol/L 17 23 29 50 61 - 1 -

1-8 Eadie测量了存在和不存在某种抑制剂情况下乙酰胆碱在某酶作用下进行水解反应的初始速率，数据如下：

底物浓度 / (mol/L) 0.0032 0.0049 0.0062 0.0080 0.0095 初始反应速率 / (mol/(L·min)) 无抑制剂 0.111 0.148 0.153 0.166 0.200 有抑制剂 0.059 0.071 0.091 0.111 0.125 （1）判断该抑制作

摘要

工程实际中，应用最为广泛的调节控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制。PID控制自出现后，以其结构简单、稳定性好、鲁棒性好、可靠性高而广泛应用于工业过程控制领域。比例、积分、微分的组合决定了PID控制效果，决定了系统能否高效可靠地运行。常规方法整定PID控制器参数后仍然需看情况进一步调节。随着控制要求的提高，多次手动调节不满足期望，因此参数优化日益成为迫切需要。

遗传算法是一种基于生物进化理论的全局搜索优化方法。本文介绍了遗传算法的基本原理、算法框架等基本知识，并利用算法解决PID参数优化问题。通过MATLAB对一阶纯滞后系统、二阶滞后系统、三阶系统进行参数优化仿真，证明了优化后有更好的动态特性和控制效果，验证了遗传算法的有效性。

关键词：PID控制；遗传算法；参数优化；MATLAB仿真

I

Abstract

In the practical engineering, the most widely used control law is proportional integral differential control,PID control for short. It has been w

《生物反应工程》实验讲义及实验报告

班级： 学号： 姓名： 成绩：

实验一 游离酶与固定化酶酶学性质比较

实验目的：

掌握测定酶动力学参数的实验方法，作图法计算酶动力学参数，掌握固定化酶的方法，以及固定化酶后动力学参数的变化。

实验原理：

要建立一个完整的酶动力学方程，必须要通过动力学实验确定其动力学参数。对M—M方程，就是要确定rmax和Km值。但直接应用M—M方程求取动力学参数所遇到的主要困难在于该方程为一非线性方程。为此常将该方程加以线性化，通过作图法直接求取动力学参数。通常有下述几种作图方法。

Lineweaver—Burk法(简称L-B法)。将M—M方程取其倒数得到下式：

1rs?1rmax?Km1rmaxCs (1)

以1／rs对1／Cs作图可得一直线，该直线斜率为Km／rmax，直线与纵轴交于1／rmax，与横轴交于一1／Km。此法又称双倒数图解法。

Hanes—Woo1f法(简称H—W法)。将式(1)两边均乘以Cs得到

Csrs?Kmrmax?Csrmax (2)

以Cs／rs对Cs作图，得一斜率为1／

第

卷

第期

航

空

学

报

!

#

!

#

发动机转速控制系统参数优化徐芸华樊思齐,

%西北工业大学& (教研室

西安

,

& & )

+, , ./ 0/ 1+ 0 2. 23, 0 21 1 4 0 5// 6 2 / 7+// 8

9 1 0 1: 7;7 0/ .<=

;= Ι

>

一?= !

,

4 >Α一ΒΧ

% 4

Δ=

Ε&夕 !Φ Γ

1

Η

Ε?、

ΕΙ

Δ>Η+ ΕΙΙ?>ΧΦ

ΚΧΛΙΗΧΕ Φ>

,

Χ<

,

>

,

& &) 。

摘

要

介绍了实际应用的某型发动机控制系统仿真方法和参数优化方法3 4<

发动机控制系统仿。

真采用关键词,Μ

软件包,

,

参数优化采用,

Κ 7. 0

。

这一研究可作为发动机试验时参考

发动机0Ι>>

控制系统!ΕΧ>Α

仿真ΙΕ? !

,

参数优化Ο+ Η Ν= ΙΟ

Ε ΙΕΗ !

?Ι ΧΝ= Ι

Ν

Ο

>

ΙΕΙΗ !

+ΕΧΝΧΠ ΕΧ!#

>

ΕΙΙ?>ΧΒ !

=Ι !

ΓΙ

!>

ΕΗ! Φ ΕΙΙΑ

ΝΓ !

Η

ΕΦ+Ι Χ

Γ

ΘΧ>!

ΙΡ?Χ?Ι>

Ι+Η ΔΕΧ Φ

ΗΙ

+ΗΙ Ι>ΕΙΟ

电气工程设计优化与成本控制

前言：

随着万达的高速发展及运营管理部门对电气功能要求的不断提高，对电气成本管控工作提出了更高的要求，理解建造标准、了解设计方法成为设计阶段电气成本管控的基础，本文从供配电工程、室内电气工程、泛光照明工程、弱电工程四个方面对电气工程的建造标准、设计方法及万达已实施的项目的成本管控经验做了详尽的介绍，供借鉴参考。

一、供配电工程

1、设计用电容量计算依据：工程的用电容量的大小决定了供配电工程的成本，容量越大成本越高。根据2013版建造标准，各业态用电负荷密度如下:

百货、超市：150 W/㎡; KTV: 120 W/㎡;电玩：110 W/㎡; 西式快餐：250KW或签约容量;餐饮（无燃气）：200~250 W/㎡; 家电、影城、次主力店（非餐饮）、精品服饰、公共区：100 W/㎡; 餐饮（有燃气）:150~200 W/㎡;甲A：110 W/㎡。甲B：90 W/㎡; 公寓、普写：80 W/㎡;五星级酒店:110 W/㎡; 地下车库：20 W/㎡;物管用房：80 W/㎡; 如下为依据13版建造标准的变压器选型计算书

1

1

2、供配电系统示意图

2

3、外电源工程：外电源工程指上一级变电站至项目开闭所的独立专用电源