乙醇发酵过程模型及模拟优化研究进展.pdfVIP

学兔兔 化 工 进 展 2008年第27卷第12期 CHEMICAL DUSTRY AND ENG ER iG PR0GRESS ·1861· 乙醇发酵过程模型及模拟优化研究进展 杨小健 ，殷 绚 ，欧阳平凯 ( 南京工业大学控制工程中心，江苏 南京 210009； 南京工业大学制药与生命科学学院，江苏 南京 210009) 摘 要：综述了乙醇发酵模型及模拟方面的研究，总结了各种模型的特点以及模拟的难点。Monod方程能较好地 描述乙醇发酵的各种竞争性抑制作用，模拟的难点在于模型的优化求解；反应器中的乙醇发酵模型包括传质模型， 模拟的难点在于采用总传质系数简化求解过程，并涉及非稳态平衡计算；纤维素发酵是大量制取廉价乙醇的方向， 发酵模型中需综合考虑酶解、发酵及抑制作用等，模拟计算过程复杂。结果说明，对发酵过程进行模拟优化，是 降低乙醇生产成本、促进乙醇大规模工业化生产的有效途径。提出乙醇发酵模型模拟方面的发展方向为：解决纤 维素发酵的关键问题，并形成应用软件，有利于后续工业化中的优化控制等过程。 关键词：乙醇；发酵；模拟；优化 中图分类号：TQ 920．6；TQ 018 文献标识码：A 文章编号：1000—6613(2008)12—1861—07 Progress of modeling and simulation of ethanol fermentation YANGXiaojian ，YINXuan ，OUYANGPingkai2 f Control Engineering Center，Nanjing University ofTechnology，Nanjing 210009，Jiangsu，China； College ofLife Science and Pharmaceutical Engineering，Nanjing University ofTechnology，Nanjing 210009，Jiangsu，China) Abstract： S P印er summarizes the study ofthe modeling and simulation ofethanol fermentation，and presents the characteristics of the models and the difficulty of simulation．The Monod equation could describe the competitive inhibitory actions wel1．TIle key problem of simulation is to optimize and solve the Monod equatiOn．The Monod equation is convened into S system equations for optimization．The model here includes a mass transfer mode1．11le d尚 culty of simulation is how to choose a proper overall transfer coefficient to simplify the solving process．And this simulation may perform the calculation of unstable equilibriumequations．Usingcellulose asthe substratetoproduceethanolis anewwaytoobtaine