بهینه سازی فرآیند تخمیر ناپیوسته استون، بوتانول، اتانول توسط باکتری کلستریدیوم استوبوتیلیکام با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی

در این تحقیق فرآیند تولید بیولوژیکی استون، بوتانول، اتانول توسط باکتری غیر هوازی کلستریدیوم استوبوتیلیکام بهصورت ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته است . ابتدا با بررسی مدل سازی های مختلف انجام شده بر روی فرآیند و بااستفاده از معادلات معتبر برای سرعت واکنش، مدل سازی ریاضی انجام گرفته است . داده های حاصل از مدلسازی انجامشده برای حالت ناپیوسته با داده های تجربی گزارش شده توسط مقالات مقایسه شدند. نتایج مدلسازی به خوبی دقت مدلریاضی و میزان اعتبار نتایج را نشان می دهد. سپس تأثیر پارامترهای مختلف بر تولید استون، بوتانول و اتانول مورد بررسیقرار گرفته است و بر این اساس مناسب ترین شرایط عملیاتی به منظور تولید بیشینه محصولات و عملکرد بهینه فرآیندمشخص گردید. حل مسأله بهینه سازی با تعداد متغیرهای تصمیم گیری مختلف به وسیله الگوریتم تکامل تفاضلی DE ،مورد بحث و بررسی قرار گرفت . غلظت اولیه گلوکز و زمان عملیاتی فرآیند در حالت ناپیوسته، به عنوان متغیرهای تصمیمگیری با هدف بیشینه کردن بازدهی و محصول دهی حلال ها در نظر گرفته شدند. با توجه به نتایج بهینه سازی، مجموع بازدهی حلال ها به مقدار 0/37 (g/g-glucose) و محصول دهی کل حلال ها به مقدار 0/79 (g/L.h) در غلظت اولیه بهینه سوبسترا به مقدار 49/94 گرم بر لیتر و زمان عملیاتی بهینه 23/37 ساعت به دست آمدند.

کلیدواژه ها:

استون بوتانول اتانول ، الگوریتم تکامل تفاضلی ، بهینه سازی ، تخمیر ، کلستریدیوم استوبوتیلیکام