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J-GLOBAL ID：201202215354520927   整理番号：12A1651180

脂質生産の最適化と従属栄養微細藻類流加バイオリアクタの最適制御

Lipid production optimization and optimal control of heterotrophic microalgae fed-batch bioreactor

著者 (2件)： ABDOLLAHI Javad (Dep. of Chemical and Materials Engineering, Univ. of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2V4) ,  DUBLJEVIC Stevan (Dep. of Chemical and Materials Engineering, Univ. of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada T6G 2V4)
資料名： Chemical Engineering Science  (Chemical Engineering Science)
巻： 84  ページ： 619-627  発行年： 2012年12月24日 
JST資料番号： B0254A  ISSN： 0009-2509  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 移動ホライズン(horizon)推定量と共に内点最適化とモデル予測制御を使用してAuxenochlorella protothecoidesの流加従属栄養微細藻類培養における脂質生産を最大化し調節した。微細藻類バイオリアクタ最適制御の動機は,微細藻類バイオ燃料生産プロセスの経済的な実現をもたらす脂質生産速度を増加させる必要性から生じた。複雑な時間変動の微細藻類流加成長と脂質生産モデルを使用して,移動ホライズン推定量とモデル予測制御とともに大規模な非線形計画最適化を適用してバイオリアクタ内の脂質濃度を最大化した。脂質生産のための最適流加戦略を最先端の内点最適化(IPOPT)ソルバーを用いて決定した。移動ホライズン推定量(MHE)とモデル予測制御(MPC)を使用して,測定不能状態(窒素濃度)を推定し,実現可能なリアルタイム制御戦略として高度非線形および時間変動の微細藻類成長プロセスの制御を与えた。制約付き大規模最適化に加えて,自然に存在する入力制約(供給速度の下限と上限)と状態制約(すべてに濃度関連状態の下限とグルコース濃度の上限)を移動ホライズン推定量とモデル予測制御装置で明示的な方法で説明した。推定量と制御装置設計は微細藻類成長流加プロセスにおける線形化モデルのセットに基づいた。本論文では,リアルタイム微細藻類バイオリアクタの操作に適した調節方法,信頼性と計算効率の良い最適化および推定を提供した。本方法は,入力と状態に対する現在の制約および現実的な操作条件に存在する測定ノイズを考慮し,従来の方法に関して結果の改善とともに計算効率が良かった。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

シソーラス用語： 藻類 ,  *バイオリアクタ ,  流加培養 ,  脂質 ,  *最適化 ,  最適制御 ,  *予測制御 ,  *プロセス制御 ,  *生産工程 ,  *従属栄養 ,  非線形力学 ,  推定量 ,  制約付最適化問題 ,  制御装置
準シソーラス用語： Auxenochlorella protothecoides ,  *バイオプロセス ,  *モデル予測制御 ,  微細藻類

分類 (2件)： 化学プロセスの制御  (XC02020N) ,  微生物,組織・細胞培養による物質生産一般  (FK03010P)

タイトルに関連する用語 (6件)： 脂質 ,  最適化 ,  従属栄養 ,  微細藻類 ,  バイオリアクタ ,  最適制御